Методика поверки «ГСИ. Датчики силоизмерительные тензорезисторные серии CL» (МП 4.28.018-2020)

Федеральное государственное унитарное предприятие «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени профессора Н.Е. Жуковского»

ФГУП «ЦАГИ»

УТВЕРЖДАЮ

Начальник отделения измерительной

Г1Г1₅

ФГУП «ЦАГИ»

Государственная система обеспечения единства измерений

Датчики силоизмерительные тензорезисторные серии CL

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП 4.28.018-2020

А.И. Самойленко

Заместитель начальника НИО

Начальник сектора № 3 НИО-7

С.В. Дыцков

г. Жуковский 2020

Настоящий документ разработан в соответствии с положениями рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 51-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения», распространяется на датчики силоизмерительные тензорезисторные (далее - датчики) и устанавливает методику его первичной и периодической поверки.

Проведение поверки отдельных измерительных каналов и (или) отдельных автономных блоков из состава средств измерений для меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений не предусмотрено.

Интервал между поверками - 12 месяцев.

1 Операции и средства поверки

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

Таблица 1

Примечания:

Допускается применять средства поверки, не приведенные в перечне, но обеспечивающие определение (контроль) метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью. Соотношение погрешностей средств поверки и поверяемых средств измерений должно быть не более 1/3.

Допускается проведение поверки отдельных измерительных каналов из состава СИ с указанием в свидетельстве о поверке информации об объеме проведенной поверки.

2 Требование безопасности

При проведении поверки соблюдают требования безопасности, указанные в эксплуатационной документации на поверяемые датчики, а также на используемое поверочное, испытательное и вспомогательное оборудование.

3 Условия поверки, подготовка к ней

• 3.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

Температура воздуха, °C..................................................от 15 до 25

Изменение температуры в течение 1 часа, °C.......................не более 0,5

Относительная влажность воздуха, %.................................от 30 до 80

Напряжение сети переменного тока, В......................................220 ± 22

Частота сети, Гц....................................................................50 ± 0,2

• 3.2 Для надежного выравнивания температуры датчика и окружающего воздуха, датчик должен быть доставлен на место поверки не менее чем за 12 часов до ее начала.

• 3.3 Временные интервалы между двумя последовательными нагружениями должны быть по возможности одинаковыми.

• 3.4 Регистрировать показания следует не ранее, чем через 30 секунд от начала измерения силы.

4 Проведение поверки

• 4.1 Внешний осмотр.

При внешнем осмотре проверяют комплектность поверяемых датчиков, отсутствие видимых повреждений, наличие необходимой маркировки, соответствие внешнего вида требованиям эксплуатационной документации и ее соответствие утвержденному типу.

• 4.2 Опробование

При опробовании проверяют соответствие функционирования датчиков требованиям эксплуатационной документации.

• 4.3 Определение метрологических характеристик

Определение метрологических характеристик проводят при помощи силоизмерительных машин 1-го разряда. В качестве вторичного преобразователя использовать усилитель измерительный MGCplus с измерительным модулем ML38.

Перед проведением измерений датчик нагружают максимальной силой в заданном режиме (растяжение или сжатие) и выдерживают в течении 30 минут.

Нагружают датчик от НмПИ до НПИ двумя сериями эталонных сил только с возрастающими значениями, при одном положении датчика в рабочем пространстве эталонной машины. Регистрируют соответствующие показания датчика Xi, Х2.

Затем нагружают и разгружают датчик двумя рядами силы с возрастающими и убывающими значениями в положениях с поворотом на 120° и 240° (рисунок 1) относительно первоначального положения. Регистрируют соответствующие показания датчика Х3, Х5 (при нагружении) и Х₄, Х₆ (при разгружении).

x*.x>

Рисунок 1

Каждый ряд нагружения (разгружения) должен содержать не менее пяти ступеней, по возможности, равномерно распределенных по диапазону измерений датчика.

Следует соблюдать временной интервал не менее 3-х минут между последовательными рядами нагрузки.

После полного разгружения датчика следует регистрировать его нулевые показания после ожидания в течение, по крайней мере, 30 секунд.

Если датчик применяют только для возрастающей нагрузки, то при поверке определяют вместо гистерезиса характеристику ползучести. При этом записывают показания на 30 с и 300 с после приложения максимальной нагрузки, в каждом из режимов приложения силы. Если ползучесть измеряется при нулевой силе, датчик должен быть предварительно нагружен максимальной силой и выдержан под нагрузкой в течение 60 с.

Испытание на ползучесть может проводиться в любое время после предварительной нагрузки.

Результаты измерений заносят в протокол (Приложение А).

4.3.1 Составляющие погрешности, связанных с воспроизводимостью показаний и повторяемостью показаний датчиков, b и Ь'.

Эти составляющие погрешности рассчитываются для каждой ступени прикладываемой силы при вращении датчика (Ъ) и без вращения (/?% с помощью следующих уравнений:

b ₌ Xrnax^min _{х 1Q() %}

— Х_г+Х₃+Х₅

где Х_г =-------

х 100 %

Результаты вычислений заносят в протокол (Приложение А).

4.3.2 Составляющая погрешности, связанной с дрейфом нуля, /₀.

До и после каждой серии испытаний следует записывать показания без нагрузки. Нулевое показание следует регистрировать примерно через 30 секунд после того, как нагрузка полностью снята.

Составляющая погрешности, связанная с дрейфом нуля рассчитывается по

где i₀ и if - показания датчика до приложения нагрузки и после разгружения соответственно;

X_N - показания датчика при максимальной нагрузке.

Результаты вычислений заносят в протокол (Приложение А).

• 4.3.3 Составляющая погрешности, связанной с гистерезисом, v.

Составляющая погрешности, связанная с гистерезисом определяется при сериях нагружения с возрастающими силами и затем с уменьшающимися силами.

Разность между значениями, полученными для обеих серий с возрастающими силами и с убывающими силами, позволяет рассчитать составляющую погрешности, связанную с гистерезисом, используя следующие уравнения:

Vi+V₂

Результаты вычислений заносят в протокол (Приложение А).

• 4.3.4 Составляющая погрешности, связанной с ползучестью, с.

Рассчитать разницу выходного сигнала i₃₀, полученного на 30 с и i_30Q, полученного на 300 с после приложения или снятия максимальной силы, выразить эту разницу в процентах от максимального отклонения по формуле:

Результаты вычислений заносят в протокол (Приложение А).

• 4.3.5 Составляющая погрешности, связанной с интерполяцией, f_c.

Для каждой ступени нагружения относительную погрешность градуировочной характеристики рассчитывают по формуле:

fc=^ х100%,

где Х_г по 4.3.1,

Х_а - значение, рассчитанное по градуировочной характеристике Х_а = kF + Ь, где к - коэффициент чувствительности в мВ/B, F- отношение приложенной нагрузки к номинальной Fj/F_H0Ah b - свободный член в мВ/В.

Результаты вычислений заносят в протокол (Приложение А).

Примечание: полученные значения отклонений характеризуют временную нестабильность показаний датчика за интервал между поверками.

• 4.3.6 Оценка относительной погрешности датчика

Доверительная относительная погрешность, т.е. интервал, в котором с вероятностью 0,95 лежит значение погрешности оценивается по формуле:

б = 7_с ± W

где f _с - максимальное полученное значение относительной погрешности градуировочной характеристики;

W - относительная расширенная неопределенность определения погрешности градуировочной характеристики датчика рассчитанная для каждой нагрузки по формуле:

W = к X w_c

w_c =        + w² + W4 + w² +

где к = 2, для уровня доверия 0,95;

- относительная стандартная неопределенность, связанная с приложенной эталонной силой;

неопределенность, связанная с воспроизводимостью результатов измерений;

ь

w₃ =      — относительная стандартная неопределенность, связанная с

повторяемостью результатов измерений;

1 г

w₄ = х - х 100 %    — относительная стандартная неопределенность,

связанная разрешающей способностью индикатора, где F - показания при приложенной нагрузке, г - разрешающая способность, равная дискретности отсчетного устройства;

V

w₅ =     — относительная стандартная неопределенность, связанная

гистерезисом, учитывается, если поверка датчика проводилась при возрастающей убывающей нагрузках;

с

w₅ = — — относительная стандартная неопределенность, связанная ползучестью, учитывается, если поверка датчика проводилась только при возрастающей нагрузке;

w₆ = /о - относительная стандартная неопределенность, связанная с дрейфом нуля. Результаты вычислений заносят в протокол (Приложение А).

Полученный интервал не должен выходить за пределы допускаемой относительной погрешности, что выражается неравенством:

где 8 - пределы допускаемой относительной погрешности, %.

Результаты поверки считаются положительными, если значения относительной погрешности измерений силы не превышают значений, указанных в описании типа¹ на средство измерений.

’Диапазон измерений силы и пределы допускаемой относительной погрешности указываются в паспорте каждого экземпляра.

5 Оформление результатов поверки

Результаты поверки оформляют в соответствии с установленными требованиями:

• - при положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в виде оттиска клейма;

• - при отрицательных результатах - извещение о непригодности.

Результаты поверки заносят в протокол. Рекомендуемая форма протокола поверки приведена в Приложении А.

Приложение А

(рекомендуемое)

Протокол поверки №_______________от «___» ________201__ г.

Заказчик:

Номер СИ:

Эталоны, используемые при поверке:

3. Определение метрологических характеристик

Допускаемая погрешность ±____

Действительная погрешность -_____

Результаты поверки:________________________________________________________________________________

Выдано свидетельство о поверке №_____________от «___»_________20___г.

Выдано извещение о непригодности к применению №__________от «___»_____________201 г.

Поверку провел(а):

(должность)

(подпись)

(инициалы, фамилия)