Методика поверки «ГСОЕИ. ДАТЧИКИ ВИБРОСКОРОСТИ 2А(V)» (А3009.0396.МП-2021)

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-ВНИИЭФ»

Уникальный номер записи об аккредитации в реестре аккредитованных лиц RA.RU.311769

пр. Мира, д. 37, г. Саров, Нижегородская обл„ 607188 Телефон 83130 22224 Факс 83130 22232 E-mail: nio30@olit.vniief.ru

Руководитель ЦИ СИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ДАТЧИКИ ВИБРОСКОРОСТИ 2A(V)

Методика поверки

2021 г.

• 1  Общие положения

• 2  Перечень операций поверки

• 3  Требования к условиям проведения поверки

• 4  Требования к специалистам, осуществляющим поверку

• 5  Метрологические и технические требования к средствам поверки

• 6  Требования по обеспечению безопасности проведения поверки

• 7  Внешний осмотр

• 8  Подготовка к поверке и опробование

• 9  Определение метрологических характеристик

• 10 Подтверждение соответствия метрологическим требованиям

• 11 Оформление результатов поверки

Приложение А (справочное) Структура обозначений акселерометров

Приложение Б (справочное) Конструктивные особенности акселерометров.... 14 Приложение В (справочное) Перечень документов, на которые даны ссылки

в тексте МП

Приложение Г (справочное) Перечень принятых сокращений

Приложение Д (справочное) Расчет неравномерности частотной

характеристики по результатам измерений установочного резонанса .... 16 Приложение Е (справочное) Пример записи на оборотной стороне

свидетельства

Настоящая методика поверки (далее по тексту - МП) распространяется на датчики виброскорости 2A(V).

Датчики виброскорости 2A(V) (далее по тексту - датчик) предназначены для измерений виброскорости при вибрационных и ударных воздействиях.

Принцип действия датчиков основан на преобразовании механических воздействий в электрические сигналы, пропорциональные виброскорости.

Конструктивно датчики представляют собой пьезокерамический чувствительный элемент, инерционную массу, электронную схему, сигнальные выводы и разъём, заключённые в металлический корпус. Чувствительный элемент изолирован от корпуса для защиты от электромагнитных помех.

Датчики имеют модификации, различающиеся видом выходного сигнала (постоянный ток 4...20 мА или напряжение переменного тока), амплитудным и частотным диапазонами измерений, коэффициентом преобразования, способом закрепления на объекте, типом кабельной заделки и выходным соединителем. Структура обозначений датчиков приведена в приложении А. Конструктивные особенности датчиков приведены в приложении Б.

Поверяемые средства измерений прослеживаются к государственному первичному эталону в соответствии с ГПС, утверждённой приказом Госстандарта от 27 декабря 2018 г. № 2772.

МП устанавливает методику первичной и периодической поверок датчиков методом прямых измерений с использованием рабочих эталонов 2-го разряда в соответствии с ГПС, утверждённой приказом от 27 декабря 2018 г. № 2772. Первичной поверке датчики подвергаются при выпуске из производства. Организация и проведение поверки в соответствии с действующими нормативными документами.

Перечень документов, на которые даны ссылки в тексте МП, приведен в приложении В.

Перечень принятых сокращений приведен в приложении Г.

• 2.1 При проведении поверки, должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

• 2.2 При получении отрицательного результата какой-либо операции поверки дальнейшая поверка не проводится, и результаты оформляются в соот

ветствии с 11.2.

Таблица 1- Перечень операций при поверке

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• - температура окружающего воздуха от 18 до 25 °C;

• - относительная влажность окружающего воздуха не более 80 %;

• - атмосферное давление от 84 до 106 кПа (от 630 до 795 мм рт.ст.);

• - напряжение питающей сети от 207 до 253 В;

• - частота питающей сети от 49,5 до 50,5 Гц.

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

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

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

• 5.3 Все применяемые СИ должны быть поверены в соответствии с действующими нормативными документами и иметь действующие свидетельства о поверке.

аблица 2 - Перечень СИ и оборудования, применяемых при поверке

• 6.1 При проведении поверки необходимо руководствоваться «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок». Меры безопасности при подготовке и проведении измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.007.0.

• 6.2 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.

• 7.1 При внешнем осмотре необходимо установить:

• - соответствие маркировки изделия требованиям ЭД;

• - соответствие заводского номера паспортным данным;

• - целостность корпуса датчика;

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

• - отсутствие повреждений соединительных жгутов и разъёмов.

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

• 8.1 Подготовка к поверке

  • 8.1.1 Перед проведением поверки и опробованием подготавливают СИ и оборудование к работе в соответствии с ЭД на них. При колебаниях температур в складских и рабочих помещениях в пределах более 10 °C необходимо выдержать полученный со склада датчик не менее двух часов в нормальных условиях.

  • 8.1.2 Проверяют наличие действующих свидетельств о поверке на СИ, а также соответствие условий поверки разделу 3.

• 8.2 Опробование

• 8.3.1 Проверку проводят на установке вибрационной поверочной. Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. Датчик устанавливают сверху эталонного вибропреобразователя установки через технологический переходник. Рабочая ось испытуемого датчика должна совпадать с рабочей осью эталонного вибропреобразователя. Включают и прогревают измерительные приборы в соответствии с ЭД на них.

• 8.3.2 Воспроизводят на частоте (80±20)Гц уровень СКЗ виброскорости не менее 10 м/с (для датчиков 2АХХХХХ-10 не менее 2 м/с).

• 8.3.3 Датчик считают прошедшим опробование с положительным результатом, если уровень выходного сигнала превышает уровень помех не менее чем в 10 раз (20 дБ).

• 9.1  Проверка действительного значения коэффициента преобразования

  • 9.1.1 Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. Закрепляют датчик на столе виброустановки так, чтобы направление воздействия вибрации совпадало с измерительной осью датчика. Включают и прогревают все приборы в соответствии с ЭД на них.

  • 9.1.2 Задают колебания на базовой частоте (80,0±0,1)Гц с уровнем СКЗ виброскорости не менее 10 мм/с (для датчиков 2АХХХХХ-10 не менее 2 м/с, рекомендуемое значение 0,5-V_MaKC, где V_MaKC- максимальное значение измеряемой датчиком виброскорости) и с помощью регистратора (10) измеряют падение напряжения постоянного тока на резисторе R1 для испытуемого датчика 2А или СКЗ напряжения для испытуемого датчика 2V.

  • 9.1.3 Действительное значение коэффициент преобразования датчика 2А /С/, мАДм-с'¹), вычисляют по формуле

_г _(Лы.г~4)

---->                                      (О ' зад

где V_3ad - заданное установкой СКЗ виброскорости, мм/с.

~ величина выходного тока испытуемого датчика 2А, мА, вычисленная по формуле

где U_eblx - величина падения напряжения постоянного тока на резисторе R1, мВ; R1 - величина нагрузочного сопротивления датчика 2А, Ом.

а) схема измерений для 2V

б) схема измерений для 2А

Рисунок 1 - Схема измерений

Пр имечания:

• 1 Рекомендуемый момент затяжки датчика от 2,0 до 2,7 Н м.

• 2 Напряжение питания датчика, если не оговорено особо, должно быть (20±1) В для 2А и в соответствии с рисунком 2 для 2V.

• 3 В качестве R1 допускается применять резистор С2-29В 0,25 - 255 Ом ±0.05% А.

• 4 В качестве регистратора допускается применять модуль сбора данных D001, цифровой мультиметр 34410А и т.д.

  

  а) формирователь сигнала +(20.30) В

  
  

• - датчик 2V;

• - формирователь сигнала А003:

• - источник напряжения (5 В, microUSB);

• - регистратор

б) формирователь сигнала А003 ((5 В. microUSB)

Рисунок 2 - Схема подключения 2V через формирователь сигнала

• 9.1.4 Действительное значение коэффициента преобразования датчика 2V Кг, мВ/(м-с*'), вычисляют по формуле

Д' _ вых

^v ~ V ’ зад

где U_eblx - величина СКЗ выходного напряжения испытуемого датчика 2V, мВ; V_3ad ~ заданное установкой СКЗ виброскорости, мм/с.

• 9.1.5 Датчик считают прошедшим проверку с положительным результатом, если отклонение действительного значения коэффициента преобразования от номинального значения находится в пределах ±10 %.

• 9.2 Проверка диапазона и основной относительной погрешности измерений виброскорости

  • 9.2.1 Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. Закрепляют датчик на столе виброустановки так, чтобы направление воздействия вибрации совпадало с измерительной осью датчика. Включают и прогревают все приборы в соответствии с ЭД на них.

  • 9.2.2 Измерения проводятся на базовой частоте (80,0±0,1) Гц при СКЗ (для датчика 2V при амплитудных значениях) виброскорости 0,ГУ_макс; 0,2-V_MaKC; 0,4 V_MaKC; 0,5 V_MaKC; 0,7 V_MaKC; 0,9 V_MaKC, где V_MaKC - максимальное значение измеряемой датчиком виброскорости, мм/с. На вибростенде задают соответствующую виброскорость и с помощью регистратора (10) измеряют падение напряжения постоянного тока на резисторе R1 для испытуемого датчика 2А или амплитуды напряжения для испытуемого датчика 2V.

Измеренное датчиком 2А значение СКЗ виброскорости V_taw мм/с, вычисляют по формуле

Измеренное датчиком 2V значение амплитуды виброскорости И_/ш/, мм/с, вычисляют по формуле

V                                                (5)

U3M        I/ ">                                                                        V '

Ку

где и_вых - величина выходного напряжения испытуемого датчика 2V, мА;

Ку - действительное значение коэффициента преобразования датчика 2V по 9.1.4, мВ/(м-с*').

Примечания:

• 1 Допускается в качестве базовой использовать другие значения частот (например. 40 Гц для датчиков 2V при определении основной относительной погрешности измерений виброскорости).

• 2 По заявке заказчика поверка проводится в диапазоне значений виброскорости, оговоренных в заявке на поверку, но не превышающих максимального значения измеряемой виброскорости.

• 9.2.3 Относительную погрешность измерений виброскорости 5_V, %, вычисляют по формуле

д',- =                     ,                                                  (6)

где - измеренное датчиком значение виброскорости, мм/с;

V_3ad - заданное установкой значение виброскорости, мм/с.

• 9.2.4 Датчик считают прошедшим проверку с положительным результатом, если основная относительная погрешность измерений виброскорости У_изл„ мм/с, находится в пределах:

• - ±(0,03+0,001 -(У_тах/ У_1Ш1))-100 % для модификации 2А;

• - ±5 % для модификации 2V.

9.3 Проверка относительного коэффициента поперечного преобразования

• 9.3.1 Проверку относительного коэффициента поперечного преобразования проводят на установке в соответствии с рисунком 1. Сначала испытуемый датчик закрепляют на вибростенде при помощи специального переходника таким образом, чтобы его ось чувствительности была перпендикулярна действию вибрации.

Задают вибрацию на базовой частоте (80,0±0,1) Гц с ускорением не менее 10 мм/с (для датчиков 2АХХХХХ-10 не менее 2 м/с, рекомендуемое значение 0,5‘V_MaKC, где V_MaKC - максимальное значение измеряемой датчиком виброскорости, мм/с). Снимают показания /^, мА, (С^, мВ, для 2V) при различных положениях датчика, соответствующих его повороту вокруг рабочей оси на 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300, 330, 360°. Определяют максимальное значение.

Затем датчик закрепляют таким образом, чтобы его ось чувствительности совпала с направлением действия вибрации. Снимают показания /_осев, мА, (U_OCee, мВ, для 2V) при тех же значениях частоты и СКЗ виброскорости.

Относительный коэффициент поперечного преобразования /С, %, для датчика 2А вычисляют по формуле

где h max - максимальное значение тока при поперечном воздействии, мА; 1_осев - значение тока при осевом воздействии, мА;

1_О - величина начального значения выходного тока, 4 мА.

Относительный коэффициент поперечного преобразования К±, %, для датчика 2V вычисляют по формуле

К_±=-^-100,                        (8)

осев

где Ui max - максимальное значение выходного напряжения при поперечном воздействии, мВ;

Uосев - значение выходного напряжения при осевом воздействии, мВ.

• 9.3.2 Датчик считают прошедшим проверку с положительным результатом, если относительный коэффициент поперечного преобразования составляет не более 5 %.

• 9.4 Проверка диапазона рабочих частот и неравномерности частотной характеристики

• 9.4.1 Собирают схему измерений в соответствии с рисунком 1. Закрепляют датчик на столе виброустановки так, чтобы направление воздействия вибрации совпадало с измерительной осью датчика. Включают и прогревают все приборы в соответствии с ЭД на них.

• 9.4.2 Задают вибрацию с СКЗ виброскорости не менее 10 мм/с (для датчиков 2АХХХХХ-10 не менее 2 м/с, рекомендуемое значение 0,5V_MaKC, где V_MaKC - максимальное значение измеряемой датчиком виброскорости, мм/с).

При неизменной величине виброскорости с помощью регистратора (10) измеряют падение напряжения постоянного тока на резисторе R1 для испытуемого датчика 2А или СКЗ напряжения для испытуемого датчика 2V на частотах: 2; 3; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 60; 80; 100; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 3000 Гц.

Примечания:

• 1 Измерения на частотах ниже 10 Гц и выше 1000 Гц проводятся в зависимости от модификации датчика.

• 2 На частотах выше 315 Гц величина виброскорости устанавливается исходя из возможностей применяемой поверочной виброустановки.

• 3 По заявке заказчика поверка проводится в настраиваемом диапазоне частот, не выходящем за границы максимального, указанном в паспорте датчика.

• 9.4.3 На каждой частоте вычисляют коэффициент преобразования датчика Л/, мА/(м-с*'), по формуле (1) (Ку, мВ/(м-с'’) по формуле (3) для 2V).

Неравномерность частотной характеристики испытуемого датчика уь %, вычисляют по формуле

Г, =^^-100,                        (9)

^80 где Kj - значение коэффициента преобразования датчика на /-ой частоте, мА/(м-с*’) (мВ/(м-с‘’) для 2V));

К₈о -значение коэффициента преобразования датчика на частоте 80 Гц, мА/(м-с'*) (мВ/(м-с'’) для 2V)).

• 9.4.4 Датчик считают прошедшим проверку с положительным результатом, если неравномерность частотной характеристики относительно значения на базовой частоте 80 Гц находится в пределах:

• - от плюс 3 до минус 12,5 % для 2А;

• - ±12,5% для 2V. ’

При подтверждении соответствия датчиков метрологическим требованиям руководствуются процедурами, описанными в разделе 9.

Датчик считают соответствующим метрологическим требованиям при положительных результатах испытаний, установленных в пунктах 9.1, 9.2, 9.3, 9.4.

• 11.1 Оформление результатов поверки проводят в соответствии с действующими нормативными документами. Протокол поверки оформляют в произвольной форме с учётом требований системы менеджмента качества организации, проводившей поверку.

• 11.2 При положительных результатах поверки при необходимости оформляют свидетельство о поверке по форме, установленной в действующих нормативных документах.

Пломбирование датчиков не предусмотрено.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) паспорт.

• 11.3 СИ, не прошедшее поверку, к применению не допускают. На него выдают извещение о непригодности по форме, установленной в действующих нормативных документах.

  

  А.А. Симчук

Главный метролог

ООО «ГТЛаб»

Приложение В

(справочное)

Перечень документов, на которые даны ссылки в тексте МП

Приложение Г

(справочное) Перечень принятых сокращений

ГПС - государственная поверочная схема

МП - методика поверки;

СИ - средство(а) измерений;

СКЗ - среднее квадратическое значение;

ЭД - эксплуатационная документация.

13