Методика поверки «ГСОЕИ. Приемники гидроакустические комбинированные КГП 1» (МГФК.406231.113 МП)

СОГЛАСОВАНО

Первый заместитель генерального

директора - заместитель по научной работе ФГУП

09     2021г.

А.Н. Щипунов

Государственная система обеспечения единства измерений

Приемники гидроакустические комбинированные КГП 1

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МГФК.406231.113 МП

р.п.Менделеево

2021 г.

Общие положения

Перечень операций поверки

Требования к условиям проведения поверки

Требования к специалистам, осуществляющим поверку

Метрологические и технические требования к средствам поверки

Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения по-

верки

Внешний осмотр

Подготовка к поверке и опробование средства измерений

Определение метрологических характеристик средства измерений

Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим

требованиям

Оформление результатов поверки

• 1.1    Настоящая методика поверки (далее - МП) устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок приемников гидроакустических комбинированных КГП 1 (далее - приемники КГП 1). изготавливаемых ФГУП «ВНИИФТРИ», г. Солнечногорск, р.п. Менделеево. Московская обл.

• 1.2   При проведении поверки должна быть обеспечена прослеживаемость поверяемых приемников КГП 1 к Государственному первичному эталону единиц звукового давления и колебательной скорости в водной среде ГЭТ 55-2017.

• 1.3   При проведении поверки необходимо руководствоваться настоящей методикой и эксплуатационной документацией на приемники КГП 1 и на используемое при поверке оборудование. Методика поверки реализуется посредством методов прямых измерений.

• 1.4   Первичной поверке подлежат приемники КГП 1 до ввода в эксплуатацию и после ремонта. Периодической поверке подлежат приемники КГП 1. находящиеся в эксплуатации и на хранении.

• 1.5    Интервал между поверками 1 год.

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

Таблица 1 - Операции поверки приемников КГП 1

• 2.3 При получении отрицательных результатов по любому пункту таблицы 1 поверяемый приемник КГП 1 бракуется и направляется в ремонт.

• 3.1 При проведении поверки должны соблюдаться нормальные условия, установленные в ГОСТ 8.395-80 «ГСП. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования»:

• - температура окружающей среды, °C                                    от 15 до 35;

• - относительная влажность окружающего воздуха, %                      от 45 до 80;

• - атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)                  от 84 до 106,7 (от 630 до 800);

• - избыточное гидростатическое давление, МПа. не более                         0,3.

• 3.2 Поверку проводят после выдержки приемника КГП 1 во включенном состоянии не менее 5 минут в нормальных условиях.

• 4.1 К проведению поверки допускаются лица с высшим или среднем техническим образованием, имеющие опыт работы в области гидроакустических измерений, ежегодно проходящие проверку знаний по технике безопасности, аттестованные в качестве поверителей гидроакустических средств измерений и ознакомленные с документом «Приемники гидроакустические комбинированные КГП 1. Руководство по эксплуатации» (далее - РЭ).

• 4.2 При проведении поверки должны быть соблюдены все требования техники безопасности, регламентированные ГОСТ 12.1.019-79, «Технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», а также всеми действующими местными инструкциями по технике безопасности.

• 5.1 При проведении поверки приемников КГП 1 должны быть применены средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

• 5.2 Допускается использовать аналогичные средства поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик с требуемой точностью.

• 5.3 Применяемые средства поверки должны быть исправны и поверены, применяемые средства поверки утверждённого типа СИ в качестве эталонов единиц величин должны быть исправны и поверены с присвоением соответствующего разряда, по требованию государственных поверочных схем

• 6.1 При проведении поверки необходимо соблюдать требования безопасности, регламентируемые Межотраслевыми правилами по охране труда (правила безопасности) ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00, а также требования безопасности, приведённые в эксплуатационной документации на приемники КГП 1 и средства поверки.

• 6.2 Заземление испытательного оборудования, средств измерений проводить радиально относительно контура заземления.

• 6.3 Средства поверки должны быть подготовлены к работе в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 7   ВНЕШНИЙ ОСМОТР

  • 7.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие поверяемого приемника КГП 1 следующим требованиям:

• - отсутствие механических и электрических повреждений приемника КГП 1 и соединительных элементов, влияющих на его работу;

• - комплектность, маркировку и пломбировку (наклейку) на соответствие РЭ;

• - целостность и чистоту крепления разъемов.

• 7.2 Результат внешнего осмотра считать положительным, если:

• - отсутствуют видимые повреждения, влияющие на работоспособность приемника КГП 1;

• - комплект поставки соответствует формуляру;

• - маркировка и пломбировка (наклейка) соответствует разделу 1.5 документа РЭ;

• - крепления разъемов целы и чисты.

В противном случае результаты внешнего осмотра считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.1 Подготовка к поверке

  • 8.1.1 Перед проведением поверки необходимо провести подготовительные работы, оговоренные в руководствах по эксплуатации приемников КГП 1 и применяемых средств поверки.

8.2. Опробование

• 8.2.1 Подать на приемник КГП 1 напряжение питания и выждать его не менее пяти минут.

• 8.2.2 Подключить выход приемника КГП 1 к осциллографу GOS-6031 и убедиться в наличии характерного сигнала, вызванного воздействием легкого постукивания по его корпусу.

Примечание - здесь и далее операции поверки проводить для каждой измерительной компоненты (канала) приемника КГП 1.

• 8.2.3 Результаты опробования считать положительными, если приемник КГП 1 соответствует требованию, указанному выше в п. 8.2.2. В противном случае приемник КГП 1 признают непригодным к проведению поверки и эксплуатации.

• 9.1 Определение коэффициента калибровки канала давления и каналов градиента давления X, Y, Z

  • 9.1.1 Подключить приемник КГП 1, в соответствии с функциональной схемой изображенной на рисунке 1.

  • 9.1.2 Включить напряжение питания, выждать не менее 5 мин. Проверить наличие положительного и отрицательного напряжения питания в блоке коммутации.

  • 9.1.3 Перевести приемник КГП 1 в режим "Собственные шумы" путем нажатия на (0,01- 1) с кнопки U" блока коммутации.

  • 9.1.4 Подключить выход генератора к калибровочному входу приемника КГП 1 (контакт "7" вилки соединительного кабеля приемника КГП 1) с помощью тумблера "КАЛИБРОВКА" блока коммутации, установив его в положение "1".

  • 9.1.5 Подать с генератора через блок коммутации синусоидальный сигнал частотой 1000 Гц и амплитудой (1 ± 0,3) В на калибровочный вход приемника КГП 1 (контакт "7" вилки соединительного кабеля приемника КГП 1). Напряжение на калибровочном входе приемника КГП 1 контролировать вольтметром.

    

    Рисунок 1

• 9.1.6 Переключить вольтметр через блок коммутации к выходу канала давления "Р" приемника КГП 1 и измерить выходное напряжение.

• 9.1.7 Рассчитать коэффициент калибровки канала К_к, по формуле (1):

ft/ г      ^{вЫХ 1}

’ и т k " J

где Uex- напряжение, измеренное на калибровочном входе приемника КГП 1, В;

Uвых - напряжение, измеренное на выходе канала, В.

• 9.1.8 Последовательно подключая вольтметр, к выходам каналов градиента давления приемника КГП 1, измерить выходное напряжение и рассчитать по формуле (1) коэффициенты калибровки для каналов "X", "Y","Z".

• 9.1.9 Результаты поверки считать положительными, если значения коэффициентов калибровки канала давления и каналов градиента давления находятся в пределах (0 ± 3) дБ. Полученные значения коэффициентов калибровки занести в формуляр.

• 9.2 Определение чувствительности измерительных каналов

  • 9.2.1 Измерение чувствительности каналов проводить в соответствии с эксплуатационной документацией установки для градуировки векторных приемников У1 для следующих центральных частот ft третьоктавного ряда:

- для канала давления: 10; 12.5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63, 80; 100; 125; 160; 200; 250;

315;400;500; 630; 800 и 1000 Гц;

• - для каналов градиента давления X, Y, Z: 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800 и 1000 Гц.

• 9.2.2 Результаты измерений занести в протокол.

• 9.2.3 Для каналов градиента давления рассчитать и занести в протокол значение отношения чувствительности к частоте, на которой она была измерена.

• 9.2.4 Результаты поверки считать положительными, если значения чувствительности канала давления и каналов градиента давления на частоте 100 Гц находятся в пределах (25 ± 10) мВ/Па.

• 9.3 Определение относительной погрешности чувствительности

  • 9.3.1 Пределы относительной погрешности чувствительности 8 определяются по

грешностью измерения уровня чувствительности по результатам первичной поверки и нестабильностью чувствительности за интервал между поверками 0_Г (5 = + 1,1 -Jd² +   ).

• 9.3.2 Результаты поверки считать положительными, если значения относительной погрешности чувствительности:

• - значения относительной погрешности чувствительности для канала давления в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц находятся в пределах ± 1,5 дБ;

• - значения относительной погрешности чувствительности для каналов градиента давления: находятся в пределах ±1,5 дБ в диапазоне частот от 10 до 200 Гц; находятся в пределах ±2 дБ в диапазоне частот от 250 до 1000 Гц.

• 9.4 Определение неравномерности АЧХ

  • 9.4.1 Определение неравномерности АЧХ проводить по результатам измерений чувствительности. проводимых по п.9.2.

  • 9.4.2 Неравномерность АЧХ каналов градиента давления определять как разность между минимальным и максимальным отношением значений чувствительности для частот приведенных в п.9.2.1 к значению частоты, на которой они измерены.

  • 9.4.3 Занести значения чу вствительности канала давления и каналов градиента давления, полученные при поверке/калибровке приемника КГП 1 (п. 9.2), в таблицы 3.1 и 3.2 соответственно.

Таблица 3.1

Таблица 3.2

• 9.4.4 Вычислить отношения полученных значений чувствительности для каналов градиента давления (в единицах эквивалентного звукового давления) к значению соответствующей частоты.

• 9.4.5 Определить неравномерность АЧХ канала давления Др, дБ, по формуле (2):

  20

  тах[Д~_э(/.)]

  ,пйп[/С_э (/)]/’

  (2)

где Кэ (fi) - чувствительности канала давления, мВ/Па;

• 9.4.6 Для каждого канала градиента давления определить неравномерность АЧХ, отнесенной к соответствующей частоте Aj, дБ, по формуле (3):

  О)

Д_у =20

где Кэ (fi) - чувствительности канала градиента давления приемника КГП 1, мВ/Па;

/•-частота, на которой определена чувствительность Ку (fi), Гц;

j - номер канала градиента давления ("X", "Y", "Z").

• 9.4.7 Результаты поверки считать положительными, если:

• - значения неравномерности АЧХ канала давления не превышают:

в диапазоне частот от 10 до 20 Гц 6 дБ;

в диапазоне частот от 25 до 200 Гц 3 дБ;

в диапазоне частот от 250 до 1000 Гц 4 дБ;

• - значения неравномерность АЧХ для всех каналов градиента давления не превышают:

в диапазоне частот от 10 до 20 Гц 6 дБ;

в диапазоне частот от 25 до 200 Гц 3 дБ;

в диапазоне частот от 250 до 1000 Гц 3 дБ.

• 9.4.8 В случае несоответствия приемника КГП 1 указанным выше требованиям, его признают непригодным к эксплуатации.

Примечани е - Допускается совмещать поверку по пункту 9.4 с поверкой по пункту 9.2.

9.5 Определение уровней собственных шумов в третьоктавных полосах частот

• 9.5.1 Определение уровней собственных шумов каналов приемника КГП 1 проводить путем оценки уровней эквивалентного шумового давления в третьоктавных полосах частот, в дБ, относительно 20 мкПа, в следующей последовательности.

• 9.5.2 Собрать схему, изображенную на рисунке 2.

  

Рисунок 2

• 9.5.3 Включить напряжение питания, выждать его не менее 5 мин. Проверить наличие положительного и отрицательного напряжения питания в блоке коммутации (отсутствие короткого замыкания в цепях питания приемника КГП 1), о чем будет свидетельствовать загорание соответствующих светодиодов.

• 9.5.4 Поместить приемник КГП 1 в экранированную камеру.

• 9.5.5 Перевести приемник КГП 1 в режим "Собственные шумы" нажатием на (0,01 - 1) с кнопки U" блока коммутации.

• 9.5.6 Закоротить на "Общий" провод (контакт 6 вилки соединительного кабеля приемника КГП 1) калибровочный вход каналов приемника КГП 1 (контакт 7) с помощью тумблера "КАЛИБРОВКА" блока коммутации, установив его в положение "0".

• 9.5.7 Подключить через блок коммутации выход канала давления приемника КГП 1 на вход усилителя, переводя переключатель "КАНАЛЫ" блока коммутации на соответствующий канал ("Р").

• 9.5.8 Подключить выход усилителя к входу анализатора.

• 9.5.9 Установить на усилителе коэффициент усиления К_у=100 (40 дБ).

• 9.5.10 Измерить третьоктавные уровни шумового сигнала Е_1Ш , в [дБ], относительно 1 мкВ в рабочем диапазоне частот с помощью анализатора, установив время накопления 3600 с. результаты занести в таблицу 3.3.

• 9.5.11 Внести значения чувствительности Кэ (f), в [мВ/Па], полученные при калибровке приемника КГП 1 (см. п. 9.2), в таблицу 3.3.

Таблица 3.3

• 9.5.12 Измерить коэффициент усиления усилителя, для чего выполнить следующие действия:

• 1) подключить к входу усилителя, вместо выхода канала приемника КГП 1, выход генератора;

• 2) подать с генератора гармонический сигнал Uex частотой 500 Гц и напряжением 100 мВ. контролируя напряжение на выходе генератора вольтметром;

• 3) подключить вольтметр на выход усилителя и измерить значение напряжения на выходе усилителя и_вЫх;

• 4) рассчитать значение коэффициента усиления усилителя Ку , в [дБ], по формуле (4):

тт А

Я,=20&

U ^Г1 \ " 7

• 9.5.13 Для всех частот, приведенных таблице 3.3, рассчитать и занести в таблицу 3.3 уровни эквивалентного шумового давления ,в децибелах относительно 20 мкПа, приведенных к входу приемника КГП 1, по формуле (5):

Р„ (f,) = Е_ш (f,) - 20 tg(К_э (/\) • 10’) - К_у + 94.             (5)

• 9.5.14 Поочередно подключая через блок коммутации выходы каналов градиента давления приемника КГП 1 к входу усилителя, переводя переключатель "КАНАЛЫ" блока коммутации на соответствующий канал, выполнить операции пунктов 9.5.10 - 9.5.13 для каналов градиента давления.

• 9.5.15 Результаты поверки считать положительными, если уровни эквивалентного шумового давления P_ul(fi), в децибелах относительно 20 мкПа, приведенные к входу приемника КГП 1 удовлетворяют следующим условиям:

• - для канала давления не превышают значения 50 дБ относительно 20 мкПа;

• - для каналов градиента давления, ограничены сверху ломаной линии, проходящей через точки с координатами: 10 Гц - 65 дБ; 30 Гц - 54 дБ; 50 Гц - 50 дБ; 1000 Гц - 25дБ.

• 9.5.16 В случае несоответствия приемника КГП 1 указанным выше требованиям, его признают непригодным к эксплуатации.

9.6 Определение максимального выходного сигнала при коэффициенте нелинейных искажений не более 1 %

• 9.6.1 Собрать схему, изображенную на рисунке 3. в соответствии с эксплуатационной документацией приемника КГП 1 и измерительной аппаратуры.

  

  Рисунок 3

• 9.6.2 Перевести приемник КГП 1 в режим "Собственные шумы" путем нажатия на (0,01 - 1) с кнопки "- U" блока коммутации.

• 9.6.3 Подключить выход генератора к калибровочному входу приемника КГП 1 (контакт 7 вилки соединительного кабеля приемника КГП 1) с помощью тумблера "КАЛИБРОВКА" блока коммутации, установив его в положение "1".

• 9.6.4 Подключить через блок коммутации выход канала давления "Р" к входу усилителя.

• 9.6.5 Подать с генератора на калибровочный вход приемника КГП 1 сигнал с частотой 500 Гц.

• 9.6.6 Изменяя уровень сигнала генератора установить на выходе канала приемника КГП 1 напряжение с действующим значением (1 ± 0,3) В, контролируя его вольтметром.

• 9.6.7 Измерить коэффициент нелинейных искажений выходного сигнала канала измерителем нелинейных искажений и убедиться, что он не превышает 1 %.

• 9.6.8 Увеличивая уровень сигнала генератора и измеряя коэффициент искажений, определить максимальный сигнал на выходе и_вЫхмах канала, при котором коэффициент нелинейных искажений не превышает 1 %.

• 9.6.9 Поочередно подключая через блок коммутации к входу усилителя выходы каналов градиента давления, выполнить операции по пунктам 9.6.5 - 9.6.9 для каналов "X",

• 9.6.10 Результаты поверки считать положительными, если для всех каналов максимальное действующее значение напряжения, при котором коэффициент нелинейных искажений не превышает 1 %, не менее 1 В.

• 9.7 Определение динамического диапазона.

• 9.7.1 Определение динамического диапазона на частоте 100 Гц каналов приемника КГП 1 проводить с использованием данных, полученных при поверке по п.п. 9.5 и 9.6. Для этого необходимо:

1) внести в графы 2, 3 и 4 таблицы 3.4 значения параметров, полученные в п.п. 9.5 и 9.6.

2) рассчитать значение D динамического диапазона каждого канала, дБ, по формуле

(U

-^=- +94-Р_и,

I ^Кэ J

где Uвых мах - значения максимального выходного сигнала на частоте 100 Гц, мВ;

Кэ - чувствительности канала на частоте 100 Гц, мВ/Па;

Р_ш - эквивалентное шумовое давление в третьоктавной полосе частот, с центральной частотой 100 Гц, децибел относительно 20 мкПа.

Таблица 3.4

• 9.7.2 Результаты поверки считать положительными, если рассчитанные значения динамического диапазона для всех каналов приемника КГП 1 не менее 60 дБ.

• 9.8 Определение показателя асимметрии максимумов (фронт - тыл) каналов градиента давления

• 9.8.1 Показатель асимметрии максимумов каналов градиента давления определять как отношение чувствительности Азо при ^=0° к чувствительности Кэ1 при ^=180°.

• 9.8.2 В соответствии с эксплуатационной документацией на установку для градуировки векторных приемников У1 для канала "X" измерить чувствительность Кэои Кэ1 на частотах 100; 200; 400 и 1000 Гц.

• 9.8.3 Вычислить показатель асимметрия максимумов A_Xi на частоте/, дБ, по формуле

  
  

  (7)

где Кэш, - чувствительность канала при угле 0° на частоте fi, мВ/Па;

Кэн, - чувствительность канала при угле 180° на частоте мВ/Па.

• 9.8.4 Повторить операции пунктов 9.8.2-9.8.3 для каналов "Y", "Z".

• 9.8.5 Результаты поверки считать положительными, если для всех каналов градиента давления показатель асимметрии максимумов находиться в пределах ±1 дБ.

• 9.9 Определение коэффициента деления каналов градиента давления

• 9.9.1 В соответствии с эксплуатационной документацией на установку для градуировки векторных приемников У1 для канала "X" на частоте 100 Гц измерить чувствительность Кэо для угла 0° и определить минимальные значения чувствительности Кэмин i для секторов i минус (90° ± 10°) и плюс (90° ± 10°).

• 9.9.2 Определить коэффициент деления для выбранной частоты 5, дБ, по формуле (9):

  

  (9)

где Кэо - значение чувствительности для угла 0°, мВ/Па;

Кэмин i - минимальное значение чувствительности для z-го сектора, мВ/Па.

• 9.9.3 Повторить операции пунктов п.п. 9.9.1 и 9.9.2 для частот 200; 400; 1000 Гц.

• 9.9.4 Повторить операции пунктов п.п. 9.9.1 - 9.9.3 для каналов "Y", "Z".

• 9.9.5 Результаты поверки считать положительными, если значение коэффициента деления для всех каналов градиента давления на частотах 100; 200; 400 и 1000 Гц не менее 20 дБ.

• 9.10 Определение постоянной составляющей напряжения выходного сигнала

• 9.10.1 Определение постоянной составляющей напряжения выходного сигнала каналов приемника КГП 1 проводить в следующей последовательности:

а) собрать схему, изображенную на рисунке 4;

б) включить напряжение питания, выждать не менее 5 мин. Проверить наличие положительного и отрицательного напряжения питания в блоке коммутации по свечению соответствующих светодиодов;

в) поместить приемник КГП 1 в экранированную камеру;

г) перевести приемник КГП 1 в режим "Собственные шумы" путем нажатия на (0,01- 1) с кнопки U" блока коммутации;

Рисунок 4

д) закоротить на "Общий" провод (контакт 6 вилки соединительного кабеля приемника КГП 1) калибровочный вход приемника КГП 1 (контакт 7) с помощью тумблера "КАЛИБРОВКА" блока коммутации, установив его в положение "О";

е) перевести вольтметр в режим измерения напряжения постоянного тока;

ж) последовательно подключая через блок коммутации вход вольтметра к выходам каналов приемника КГП 1, измерить постоянную составляющую выходного напряжения на выходах канала давления Р и каналов градиента давления X, Y и Z.

• 9.10.2 Результаты поверки считать положительными, если измеренные значения постоянной составляющей выходного напряжения для всех каналов не превышают 0,1 В.

• 10.1 При положительных результатах поверок по пунктам разделов 7-9 приемник КГП 1 признаётся пригодным к применению (подтверждено соответствие метрологическим требованиям).

• 10.2 При отрицательных результатах поверок по пунктам разделов 7-9 приемник КГП 1 признаётся непригодной к применению (не подтверждено соответствие метрологическим требованиям).

11.1 Результаты поверки средств измерений подтверждаются сведениями о результатах поверки приемников КГП 1, включенными в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. По заявлению владельца приемник КГП 1 или лица, представившего его на поверку, на приемник КГП 1 выдается свидетельство о поверке средства измерений и (или) в формуляр вносится запись о проведенной поверке, заверяемая подписью поверителя и знаком поверки, с указанием даты поверки, или выдается извещение о непригодности к применению средства измерений.

Начальник НИО-5 ФГУП «ВНИИФТРИ»

Начальник лаборатории № 522

НИО-5 ФГУП "ВНИИФТРИ"

14