Методика поверки «ГСИ. Датчики уклона S170C» (ВШПА.421412.410.490 МП)

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ВИБРОБИТ»

Н.В. Иванникова

Директор

ИБРОБИТ»

А.Г. Добряков

«23» ноября 2020 г

Заместитель директора по производственной метрологии ФГУП «ВНИИМС»

Государственная система обеспечения единства измерений

Датчики уклона S170C

Методика поверки

ВШПА.421412.410.490 МП

г. Ростов-на-Дону 2020 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Общие положения

• 2 Перечень операций поверки средства измерений

• 3 Требования к условиям поверки

• 4 Требования к специалистам, осуществляющим поверку

• 5 Метрологические и технические требования к средствам поверки

• 6 Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

• 7 Внешний осмотр средства измерений

• 8 Подготовка к поверке и опробование средства измерений

• 9 Проверка программного обеспечения средства измерений

• 10 Определение метрологических характеристик средства измерений

• 11 Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим требованиям

• 12 Оформление результатов поверки

ПРИЛОЖЕНИЕ А ОСНОВНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДАТЧИКА

ПРИЛОЖЕНИЕ Б НАИМЕНОВАНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ВНЕШНИХ ЦЕПЕЙ ДАТЧИКА. 11

ПРИЛОЖЕНИЕ В УСТАНОВКА ДАТЧИКА НА ПРИСПОСОБЛЕНИИ СП60

ПРИЛОЖЕНИЕ Г ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ СП60...13

ПРИЛОЖЕНИЕ Д ПОДКЛЮЧЕНИЕ К ДАТЧИКУ И УСТАНОВКА «НУЛЕВОГО

ПОЛОЖЕНИЯ ПО МЕСТУ УСТАНОВКИ»

1. Общие положения

Настоящая методика поверки устанавливает методику первичной и периодической поверок датчика уклона S170C (далее - Датчик).

Периодическая поверка производится при эксплуатации Датчика, в период текущего или капитального ремонта контролируемого оборудования, один раз в два года.

Допускается поверка Датчика непосредственно на контролируемом оборудовании.

Обеспечение прослеживаемости поверяемого Датчика к государственному первичному эталону осуществляется посредством поверочной схемы, приведённой в ГОСТ 8.420-2002 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Государственная поверочная схема для средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности.

2. Перечень операций поверки средства измерений

При проведении поверки должны выполняться операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

3. Требования к условиям поверки

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

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

• -  относительная влажность воздуха от 45 до 80 %;

• -  атмосферное давление не установлено;

• -  напряжение питания преобразователей (24,0 ± 0,5) В;

• -  мощность источника питания не менее 10 Вт;

• -  сопротивление нагрузки унифицированного сигнала 500 Ом ±5,0 %;

• -  уровни внешних электрических и магнитных полей, а также воздействие вибрации в месте установки измерительных приборов, согласующих и измерительных средств не должны превышать норм, установленных нормативными документами на них;

• -  поверка Датчика производится на приспособлении СП60, в соответствии с рисунком В.1.

4. Требования к специалистам, осуществляющим поверку

Поверку Датчика проводят аттестованные в установленном порядке поверители метрологических служб юридических лиц и индивидуальных предпринимателей, аккредитованные на проведение поверки в соответствии с законодательством Российской Федерации об аккредитации в национальной системе аккредитации.

Поверители обязаны иметь профессиональную подготовку и опыт работы с Датчиком, а также обязаны знать требования руководства по эксплуатации на Датчик ВШПА.421412.410.490 и требования настоящей методики.

Для проведения поверки Датчика достаточно одного поверителя.

5. Метрологические и технические требования к средствам поверки

5.1 При проведении поверки должны применяться средства поверки, указанные в таблице 2. Таблица 2

• 5.2. Все используемые средства поверки должны быть исправны и иметь действующие свидетельства о поверке.

• a. Работа с эталонными средствами измерений должна производиться в соответствии с их эксплуатационной документацией.

• b. Допускается применение аналогичных средств поверки и вспомогательного оборудования, обеспечивающих определение метрологических характеристик, поверяемых СИ с требуемой точностью и обеспечивающих требуемые диапазоны измерений.

6. Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

При проведении поверочных работ необходимо соблюдать требования по обеспечению безопасности на рабочих местах по ГОСТ 12.2.061-81, а также все требования, указанные в технических условиях на Датчик и нормативные документы на средства поверки.

Средства поверки, а также вспомогательное оборудование, которые подлежат заземлению, должны быть надежно заземлены.

7. Внешний осмотр средства измерений

При проведении внешнего осмотра должны быть проверены:

• -  комплектность и чистота поверяемого Датчика;

• -  наличие маркировки;

• -  отсутствие повреждений корпуса Датчика, разъёмов (клеммников).

8. Подготовка к поверке и опробование средства измерений

Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие операции:

• -  выдержать проверяемые Датчики в условиях окружающей среды, указанных в п.З, не менее 1 ч, если они находились в климатических условиях, отличающихся от указанных в п.З;

• -  соединить зажимы заземления используемых средств поверки с контуром заземления;

• -  средства поверки, предусматривающие питание от сети переменного тока 220 В, 50 Гц необходимо включить и дать им прогреться в течение времени, указанного в технической документации на них.

Поверка основных параметров и метрологических характеристик проводятся по истечении времени готовности Датчика, которое составляет не более 3 мин.

Для опробования необходимо выполнить следующие операции:

• 1) Собрать электрическую схему поверки, в соответствии с рисунком 1.

ИП - источник питания (+24 В);

Д - Датчик;

Р1 - миллиамперметр постоянного тока, КТ 0,2;

R1 - резистор 500 Ом; ±5,0 %; 0,25 Вт.

Рисунок 1 - Схема подключения датчика уклона

• 2) Установить поверяемый Датчик на приспособлении СП60.

• 3) Включить источник питания и, создавая на приспособлении СП60 изменение параметра, опробовать работу поверяемого Датчика.

9. Проверка программного обеспечения средства измерений

• 1) Подготовить к поверке узлы: Датчик уклона типа S170C, персональный компьютер (далее - ПК), источник питания 24 В, конвертер интерфейсов LMU400.001.

• 2) Собрать электрическую схему подключения, в соответствии с рисунком Д.1.

• 3) В ПО Moduleconfigurator открыть вкладку «02. Идентификационная информация о ПО Датчика», согласно с Приложением Д. Зафиксировать показания идентификационных данных ПО Датчика.

Зафиксированные показания идентификационных данных ПО должны соответствовать данным указанным в таблице А.1.

10. Определение метрологических характеристик средства измерений

Поверка метрологических характеристик Датчика проводятся по электрической схеме подключения в соответствии с рисунком 1.

При проведении операций поверки необходимо вести протокол записи результатов измерений (протокол поверки). Протокол допускается вести в произвольной форме.

10.1 Определение основной приведённой к диапазону погрешности измерений, отклонения действительного значения коэффициента преобразования от номинального значения, нелинейности амплитудной характеристики

Собрать электрическую схему поверки, в соответствии с рисунком 1.

Установить поверяемый Датчик на приспособлении СП60.

Установить контрольную поверхность приспособления СП60 в положение с нулевым уклоном, в продольном и поперечном направлениях, контролируя показания по уровню брусковому с отклонением не более плюс/минус цены деления уровня брускового.

Примечание: В случае использования потребителем функции установки «нулевого положения по месту установки Датчика» или с целью компенсации неровности основания Датчика, необходимо с помощью конвертера интерфейса LMU400.001 и ПО Moduleconfigurator произвести установку «нулевого положения по месту установки Датчика» согласно приложению Д.

На приспособлении СП60 при помощи индикатора часового типа ИЧ10 установить ряд значений уклона Датчика равный: 0 %; 25 %; 50 %; 75 %; 100% диапазона измерений, а по миллиамперметру Р1 постоянного тока

контролировать измеряемые значения.

Значение уклона Датчика устанавливается с помощью индикатора часового типа

ИЧ10 по формуле:

где Su- значение индикатора часового типа, мм;

S_e - верхнее значение диапазона измерений Датчика, мм/м;

S_H - нижнее значение диапазона измерений Датчика, мм/м;

Р₃ - процентное отношение диапазона измерений из ряда значений уклона

(0 %; 25 %; 50 %; 75 %; 100 %), %;

К„- коэффициент пропорциональности (для СП60 равен 4), 1/м.

• 5) Определить основную приведённую к диапазону погрешность измерений для

ряда значений указанных в пункте 4 по формуле:

где S_e - верхнее значение диапазона измерений уклона, мм/м;

S_H- нижнее значение диапазона измерений уклона, мм/м;

Si - значение физической величины по приспособлению СП60, мм/м; выходной сигнал по миллиамперметру для значения уклона, мА;

/_в- верхнее значение диапазона выходного сигнала, мА;

7_Н- нижнее значение диапазона выходного сигнала, мА.

• 6) Определить номинальное значение коэффициента преобразования по формуле:

  (3)

К_п = ———, мА м/мм s_e-s_H

• 7) Определить действительное значение коэффициента преобразования для ряда значений уклона равный: 0 %; 25 %; 75 %; 100 % диапазона измерений. Действительное значение коэффициента преобразования при i-том значении параметра определяется по формуле:

К, =----—--------, мА м/мм                     (4)

• 8) Определить среднее значение коэффициента преобразования по формуле:

  

  п

  1=1

  , мА/мм

  (5)

где п - число измерений (4).

• 9) Определить нелинейность амплитудной характеристики по унифицированному токовому выходу по формуле:

К, ~

S =—--^100%

К „

Ю) Определить отклонение коэффициента преобразования от номинального для ряда значений уклона указанные в пункте 7 по формуле:

•100%

(7)

Максимальные значения основной приведённой к диапазону погрешности измерений, нелинейности амплитудной характеристики и отклонение коэффициента преобразования от номинального значения не должны превышать значений, указанных в таблице А.2.

11. Подтверждение   соответствия средства измерений   метрологическим

требованиям

Для обработки результатов измерений, полученных при определении метрологических характеристик, может применяться программа выполнения расчётов и управления электронными таблицами аналогичная Excel.

12.  Оформление результатов поверки

• 12.1.  Датчик, прошедший поверку с положительными результатами, признают пригодными к применению.

• 12.2.  Положительные результаты поверки заносятся в паспорт или формуляр и оформляются свидетельством о поверке в соответствии с действующим за конодател ьством.

• 12.3.  Отрицательные результаты поверки оформляются извещением о непригодности в соответствии с действующим законодательством.

  

  Н.И. Кравченко

Ведущий инженер отд.203

ФГУП «ВНИИМС»

Приложение А

(обязательное)

Основные метрологические и технические характеристики

датчика уклона S170C

Таблица А.1 - Идентификационные данные ПО

Таблица А.2 - Основные параметры и характеристики датчика уклона типа S170C

Приложение Б

(обязательное)

Наименование и назначение внешних цепей датчика уклона типа S170C

Приложение В

(обязательное)

Установка Датчика на приспособлении СП60

• 1 - Датчик уклона «S170C»;

• 2 - Приспособление СП60;

• 3 - Индикатор часового типа ИЧ10;

• 4 - Уровень брусковый 200-0,02.

Рисунок В.1 - Установка Датчика на приспособлении СП60

295

Приложение Д

(обязательное)

Подключение к Датчику и установка «нулевого положения по месту установки»

Подключить Датчик в соответствии со схемой на рисунке Д.1

А1 - Датчик S170C;

А2 - Источник питания постоянного напряжения +24 В;

АЗ - Конвертер интерфейсов LMU 400.001;

R1 - Резистор 500 Ом ± 5 %;

Р1 - Миллиамперметр постоянного тока от 0 до 20 мА, КТ 0,2.

Рисунок Д.1 - Схема подключения Датчика

Подключение к Датчику при помощи ПО Moduleconfigurator и конвертера интерфейсов LMU400.001

Для подключения Датчика при помощи ПО Moduleconfigurator и конвертера интерфейсов LMU400.001 следует выполнить ряд действий:

• - Запустить ПО Moduleconfigurator на ПК;

• - В окне программы открыть вкладку «Создать новую настройку», далее выбрать тип датчика: “CAS400.010”;

• - В настройках параметров связи указать: «Тип связи» - Modbus RTU, «Адрес»— 0x01, «Сот-порт» - в соответствии с номером, зарегистрированным в системе; «Скорость» - значения не имеет.

• - Нажать кнопку - «Подключиться к модулю»;

• - Произвести чтение конфигурационных параметров, нажав кнопку - «Считать все значения из модуля». Убедиться в успешном завершении данной операции -прогресс бар в нижнем правом углу программы полностью заполнится и исчезнет через 1,5 секунды;

- Открыть вкладку по следующему пути: «01. Идентификационная информация датчика CAS400.010» —> «02. Идентификационная информация о ПО датчика». В окне программы должна отобразиться информация следующего характера:

Параметр                                 Значение                                    Адрес

Рисунок Д.2 - Отображение идентификационной информации датчика в ПО

Moduleconfigurator

Версия, дата, время компиляции, контрольная сумма CRC16 - могут отличаться от указанных на рисунке Д.2, при этом сами значения не должны быть искажены или не прочитаны. Если чтение выполнено с ошибками или не выполнено в целом - требуется поиск неисправностей. Дальнейшие действия с Датчиком не выполняются до полного устранения неисправностей.

Настройка датчика по месту установки

Процесс настройки состоит из последовательности шагов, приведённых ниже:

• 1.  Подключиться к Датчику при помощи ПО Moduleconfigurator и конвертера интерфейсов LMU400.001.

• 2.  Установить контрольную поверхность приспособления СП60 в положение с нулевым уклоном, в продольном и поперечном направлениях, контролируя показания по уровню брусковому с отклонением не более плюс/минус цены деления уровня брускового. Далее установить в позицию «0» поворотную шкалу часового механизма ИЧ10, закреплённого на приспособлении СП60.

• 3.  Установить Датчик на поверхность приспособления СП60 (см. рис. В.1).

Убедиться, что грани корпуса Датчика параллельны краям поверхности приспособления СП60. Далее необходимо зафиксировать положение датчика.

• 4.  При помощи уровня брускового убедиться, что после установки датчика не появился уклон поверхности приспособления СП60. В противном случае отрегулировать приспособление СП60 повторно.

• 5.  В окне программы Moduleconfigurator открыть вкладку по следующему пути: «03. Калибровка датчика и температурная компенсация» —> «02. Автокалибровка чувствительности и смещения». Далее в верхней части окна программы нажав на кнопку EJ^{КоманАЫ} _ВЬ|бр_ать команду «Расчёт коэфиц. смещения угла по месту установки датчика CAS400.010» (рис. 9).

J Команды

Расчет коэфиц. смещения угла датчика CAS400.010 пр/, установке по эталону

Расчет коэфиц. чувствительности датчика CAS400.010 при установке по эталону

Переписать расч/танные коэоициенты автокалиброБки в параметры работы датчика

¹      LM11400-Сброс конвертера

Сохранение секции ID данных CAS400.010 во Flash

1

Переинициализация всех переменных CAS400.010

---

Рис. 9 - выбор команды «Расчёт коэффиц. смещения угла по месту установки датчика CAS400.010»

• 6.  Находясь во вкладке предыдущего пункта, скопировать значение из поля «01. Рассчитанное по команде смещение начального угла при установке по месту (-100...100), мм/м». Далее перейти во вкладку по пути: «03. Калибровка датчика и температурная компенсация» —► «01. Калибровочные параметры чувствительность и смещение», переписать скопированное значение в поле ввода «Коэффициент коррекции смещения начального угла при установке по месту, мм/м» и выполнить запись в ОЗУ.

• 7.  Для контроля проведённой настройки смещения уклона необходимо открыть вкладку по пути: «05. Сервисные результаты измерений датчика» —> «01. Основные измеренные значения». Убедиться, что значения в поле «04. Угол наклона датчика (после всех коррекций), мм/м» находятся вблизи нулевого значения уклона - основная приведённая к диапазону погрешность измерения не должна выходить за пределы половины заявленной погрешности. В противном случае повторить настройку смещения угла по месту установки, выдерживая большее время для стабилизации показаний.

• 8.  Сохранить параметры в энергонезависимой памяти, выполнить сброс Датчика. Убедиться, что значения в поле «04. Угол наклона датчика (после всех коррекций), мм/м» находятся вблизи нулевого значения уклона - основная приведённая к диапазону погрешность измерения не должна выходить за пределы половины заявленной погрешности. Снять и повторно подать напряжения питания. Произвести чтение конфигурационных параметров Датчика. Убедиться, что все параметры сохранены верно.

16