Методика поверки «ГСИ. КАЛИБРАТОРЫ ЦИФРОВЫЕ СА500/550» (МП 201-004-2021)

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»)

директора й метрологии «ВНИИМС» В. Иванникова

Государственная система обеспечения единства измерений

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

• 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 (УСЛОВИЯ) ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ

ПОВЕРКИ

• 7 ВНЕШНИЙ ОСМОТР СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 8 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ И ОПРОБОВАНИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 9 ПРОВЕРКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

• 10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 11 ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СООТВЕТСТВИЯ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИМ

ТРЕБОВАНИЯМ

• 12 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 1.1 Настоящая методика распространяется на калибраторы цифровые СА500/550 (далее - калибраторы), и устанавливает требования к методике их первичной и периодической поверки на территории России.

• 1.2 Калибраторы предназначены для измерений и воспроизведения сигналов силы и напряжения постоянного тока, сопротивления (в том числе термопреобразователей сопротивления), сигналов от термопар, частоты периодических сигналов.

Калибраторы соответствуют:

• - в режиме воспроизведения/измерения напряжения постоянного тока - ГОСТ 8.027-2001 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;

• - в режиме воспроизведения/измерения силы постоянного электрического тока -Приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от Г10'¹⁶ до 100 А»;

• - в режиме воспроизведения/измерения сопротивления постоянному току Приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;

• - в режимах воспроизведения/измерения сигналов от термопар, термопреобразователей сопротивления, частотных (импульсных) сигналов технической документации фирмы изготовителя.

• 1.3 Допускается проведение поверки калибраторов по отдельным диапазонам измерений в соответствии с заявлением владельца, с обязательным указанием в информации об объеме проведенной поверки.

• 1.4 Интервал между поверками - 1 год.

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

Таблица 1 - перечень операций поверки

Продолжение таблицы 1

• 3.1 При проведении поверки должны быть соблюдены условия, соответствующие:

• - требованиям эксплуатационной документации на поверяемый калибратор;

• - требованиям к применяемым для поверки средств измерений:

  температура окружающего воздуха, °C                          20±2;

  относительная влажность окружающего воздуха, %               65±15;

  атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)                            100±4 (750±30);

  напряжение питающей сети. В*                                 220±4,4;

  частота питающей сети, Гц*                                     50±0,5

Примечание: - для средств измерений применяемых для поверки. Питание поверяемого калибратора от элементов питания «АА» (R6) 4 шт.

• 3.2 Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

а) выдержать калибратор в условиях, указанных в п. 3.1, в течение не менее 8 часов;

б) выполнить операции, оговоренные в руководстве по эксплуатации на калибратор по его подготовке к работе;

в) выполнить операции, оговоренные в технической документации на применяемые средства поверки по их подготовке к измерениям;

г) осуществить предварительный прогрев приборов для установления их рабочего режима (при необходимости).

• 4.1 К поверке допускают лиц, аттестованных в качестве поверителей в установленном порядке, освоивших работу с используемыми средствами измерений, применяемыми для поверки, поверяемому калибратору, изучивших настоящую методику поверки, руководство по эксплуатации калибратора и средств измерений применяемых для поверки.

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

Таблица 2 - средства поверки, применяемые при проведении поверки

• 5.3 Применяемые средства поверки должны быть: исправны; поверены, иметь запись о положительных результатах поверки в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений (далее - ФИФ) или действующие свидетельства (отметки в формулярах или паспортах) о поверке; аттестованы в качестве эталонов и иметь действующее свидетельство об аттестации.

• 6.1 При проведении поверки необходимо соблюдать требования безопасности, предусмотренные документами «Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок» (Приложение к Приказу Минтруда России от 15.12.2020 г. № 903н «Об утверждении Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок»), ГОСТ 12.3.019-80 «Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности», ГОСТ 12.2.007.0-75 «Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности», ГОСТ 12.1.019-2017 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты», ГОСТ 12.2.091-2002 «Безопасность электрических контрольно-измерительных приборов и лабораторного оборудования. Часть 1. Общие требования», указаниями по безопасности, изложенными в руководствах по эксплуатации калибраторов, применяемых средств поверки и вспомогательного оборудования.

• 7.1 При внешнем осмотре установить соответствие калибратора требованиям технической документации. При внешнем осмотре убедиться в:

а) соответствии комплектности калибратора технической документации фирмы-изготовителя;

б) отсутствии механических повреждений;

г) функционировании органов управления и коммутации;

д) чистоте гнезд, разъемов и клемм;

е) исправности соединительных проводов и кабелей;

ж) удовлетворительном состоянии лакокрасочных покрытий и четкости маркировки;

з) наличии элементов питания и их соответствии номиналу;

и) отсутствии внутри калибратора незакрепленных предметов.

• 7.2 Результаты внешнего осмотра считать положительными, если калибратор соответствует вышеперечисленным требованиям.

• 7.3 В противном случае калибратор дальнейшей поверке не подвергается, бракуется и направляется в ремонт.

• 8.1 Перед проведением поверки проверяют наличие и ознакамливаются со следующими документами:

• - руководство по эксплуатации на калибраторы;

• - описание типа на калибраторы.

• 8.2 На месте проведения поверки калибраторов выполняют следующие подготовительные работы:

• - подготавливают к работе средства поверки в соответствии с эксплуатационной документацией на них;

• - измеряют и заносят в протокол поверки результаты измерений температуры и влажности окружающего воздуха, атмосферного давления.

• 8.3 Опробование

  • 8.3.1 Проверить работоспособность переключателя режимов работы и соответствие показаний индикатора установленному режиму работы.

  • 8.3.2 Результаты опробования считать положительными, если индицируемые режимы работы соответствуют установленным. В противном случае калибратор дальнейшей поверке не подвергается, бракуется и направляется в ремонт.

  • 8.3.3 Допускается совмещать процедуру опробования с проведением экспериментальных проверок по п. 10 настоящей методики.

• 9.1 Идентификация встроенного программного обеспечения (ПО) калибраторов

  • 9.1.1 Включить калибратор, нажать кнопку «INFO» на передней панели калибратора и проверить номер версии ПО, отображаемого на экране с требованиями описания типа средства измерений и настоящей методики. При не совпадении, калибратор дальнейшей поверке не подвергается.

Таблица 3 - идентификационные данные ПО

• 10.1 Определение погрешности измерения напряжения постоянного тока

  • 10.1.1 Погрешность измерения напряжения постоянного тока определить с помощью метода прямых измерений.

  • 10.1.2 Подготовить калибратор Fluke 5502Е к работе в режиме источника напряжений постоянного тока

  • 10.1.3 Соединить клеммы калибратора Fluke 5502Е с клеммами калибратора «Н» и «L» (Гнезда FUNCTION 1) в соответствии с руководствами по эксплуатации приборов.

  • 10.1.4 Перевести калибратор в режим измерений напряжения постоянного тока

  • 10.1.5  С помощью калибратора Fluke 5502Е задать значения напряжения постоянного тока, приведенные в таблицах 4 и 5.

  • 10.1.6 На дисплее калибратора считать и занести в таблицы 4 или 5 (в зависимости от модификации калибратора), измеренные значения.

Таблица 4 - определение погрешности измерений напряжения постоянного тока для калибратора СА500

Таблица 5 - определение погрешности измерений напряжения постоянного тока для калибратора СА550

• 10.2 Определение погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока

  • 10.2.1 Погрешность воспроизведения напряжения постоянного тока определить с помощью метода прямых измерений.

  • 10.2.2 Подготовить мультиметр Fluke 8508А к работе в режиме измерения напряжения постоянного тока

  • 10.2.3 Соединить клеммы мультиметра с клеммами калибратора в соответствии с руководствами по эксплуатации приборов.

  • 10.2.4 Перевести калибратор в режим воспроизведения (имитации) напряжения постоянного тока

  • 10.2.5 С помощью калибратора задать значения напряжения постоянного тока, приведенные в таблицах 6 и 7.

  • 10.2.6 На дисплее мультиметра считать и занести в таблицу 6 или 7 (в зависимости от модификации калибратора), измеренные значения.

Таблица 6 - определение погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока для калибратора СА500

Таблица 7 - определение погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока для калибратора СА550

• 10.3 Определение погрешности измерения силы постоянного тока

  • 10.3.1 Погрешность измерения силы постоянного тока определить с помощью метода прямых измерений.

  • 10.3.2 Подготовить калибратор Fluke 5502Е к работе в режиме источника постоянного тока.

  • 10.3.3 Соединить клеммы калибратора Fluke 5502Е с клеммами поверяемого калибратора в соответствии с руководствами по эксплуатации на приборы.

  • 10.3.4 Перевести калибратор в режим измерения силы постоянного тока

  • 10.3.5 С помощью калибратора Fluke 5502Е задать значения силы постоянного тока, приведенные в таблице 8.

  • 10.3.6 На дисплее калибратора считать и занести в таблицы 8 или 9 (в зависимости от модификации калибратора), измеренные значения.

Таблица 8 - определение погрешности измерения силы постоянного тока для калибратора СА500

Таблица 9 - определение погрешности измерения силы постоянного тока для калибратора СА550

• 10.4 Определение погрешности воспроизведения силы постоянного тока

  • 10.4.1 Погрешность воспроизведения напряжения постоянного тока определить с помощью метода прямых измерений.

  • 10.4.2 Подготовить мультиметр Fluke 8508А к работе в режиме измерения силы постоянного тока.

  • 10.4.3 Соединить клеммы мультиметра Fluke 8508А с клеммами калибратора с внешним источником питания постоянного тока в диапазоне от 5 до 28 В в соответствии с руководствами по эксплуатации приборов.

  • 10.4.4  Перевести калибратор в режим воспроизведения (имитации) силы постоянного тока

• 10.4.4  С помощью калибратора задать значения силы постоянного тока, приведенные в таблицах 10 и 11.

• 10.4.5 На дисплее мультиметра Fluke 8508А считать и занести в таблицу 10 или 11 (в зависимости от модификации калибратора), измеренные значения.

Таблица 10 - определение погрешности воспроизведения силы постоянного тока для калибратора СА500

Таблица 11 - определение погрешности воспроизведения силы постоянного тока для калибратора СА500

• 10.5 Определение погрешности измерения электрического сопротивления постоянному току

  • 10.5.1 Погрешность измерения электрического сопротивления постоянному току определить с помощью метода прямых измерений.

  • 10.5.2 Подготовить магазин сопротивления декадный М-622 к работе в режиме воспроизведения сопротивления постоянному току.

  • 10.5.3 Соединить клеммы магазина сопротивлений в соответствии руководствами по эксплуатации приборов, при использовании 2х, Зх и 4х проводной схем подключения.

  • 10.5.4 С помощью магазина М-622 задать значения электрического сопротивления постоянному току, приведенные в таблицах 12 и 13.

  • 10.5.5 На дисплее калибратора считать и занести в таблицы 12 или 13 (в зависимости от модификации калибратора), измеренные значения.

Таблица 12 - определение погрешности измерения электрического сопротивления постоянному тока для калибратора СА500

Пределы допускаемой погрешности указаны для 4х проводной схемы подключения, через «/» для 2х и Зх проводной схемы

Таблица 13 - определение погрешности измерения электрического сопротивления постоянному тока для калибратора СА550

Пределы допускаемой погрешности указаны для 4х проводной схемы подключения, через

«/» для 2х и Зх проводной схемы

• 10.6 Определение погрешности воспроизведения электрического сопротивления постоянному току

  • 10.6.1 Погрешность воспроизведения электрического сопротивления постоянному току определить с помощью метода прямых измерений.

  • 10.6.2 Подготовить мультиметр Fluke 8508А к работе в режиме измерения сопротивления постоянному току.

  • 10.6.3 Соединить клеммы мультиметра с клеммами калибратора в соответствии руководствами по эксплуатации приборов при использовании 2х проводной схем подключения.

  • 10.6.4 С помощью калибратора задать значения электрического сопротивления постоянному току, приведенные в таблицах А.14 и А.15.

  • 10.6.5 На дисплее мультиметра считать и занести в таблицы 14 или 15 (в зависимости от модификации калибратора), измеренные значения.

Таблица 14 - определение погрешности воспроизведения электрического сопротивления постоянному тока для калибратора СА500

Таблица 15 - определение погрешности воспроизведения электрического сопротивления постоянному тока для калибратора СА550

• 10.7 Определение погрешности воспроизведения частотных (импульсных) сигналов

  • 10.7.1 Погрешность воспроизведения частотных (импульсных) сигналов определить с помощью метода прямых измерений.

  • 10.7.2 Подготовить частотомер электронно-счетный АКИП-5102 (частотомер) к работе в режиме измерения.

  • 10.7.3 Соединить клеммы частотомера с клеммами калибратора в соответствии руководствами по эксплуатации приборов.

  • 10.7.4 От калибратора задать значения частоты (импульсов), приведенные в таблице 16, учитывая следующие параметры: прямоугольная волна, скважность 50 %, амплитуда от 0,1 до 15 В. Непрерывное количество импульсов от 1 до 999 999 циклов. Максимальный ток нагрузки 10 мА.

  • 10.7.5 На дисплее частотомера считать и занести в таблицу 16 измеренные значения.

Таблица 16 - определение погрешности воспроизведения частотных (импульсных) сигналов для калибраторов СА500/550

• 10.8 Определение погрешности измерения частотных (импульсных) сигналов

  • 10.8.1 Погрешность измерения частотных (импульсных) сигналов определить с помощью метола прямых измерений.

  • 10.8.2 Подготовить генератор сигналов произвольной формы AFG3151C (генератор) к работе в режиме воспроизведения.

  • 10.8.3 Соединить клеммы генератора с клеммами калибратора в соответствии руководствами по эксплуатации приборов.

  • 10.8.4 От генератора задать значения частоты (импульсов), приведенные в таблице 16, учитывая следующие параметры: время измерений 1,0 с, амплитуда от 0,5 до 30 В. Максимальное время интегрирования для счетчика импульсов 60 мин.

  • 10.8.5 На дисплее калибратора считать и занести в таблицу 17 измеренные значения.

Таблица 17 - определение погрешности измерения частотных (импульсных) сигналов для калибраторов СА500/550

• 10.9 Определение погрешности измерения сигналов от термопар

  • 10.9.1  Проверка основной погрешности по данному пункту выполняется с использованием соответствующих схем и рекомендаций руководства по эксплуатации калибратора РЭ, а также таблиц, составленных по форме таблиц 18-21.

  • 10.9.2 В режиме измерения сигналов от термопар с компенсацией температуры холодного спая проверку погрешности проводят в следующей последовательности:

• - по таблицам ГОСТ Р 8.585 (DIN 43710) находят напряжение U_Xf, соответствующее значению температуры в Гой проверяемой точке;

• - термометром с погрешностью не более 0,1 °C измеряют температуру Т_хс вблизи места подключения холодного спая термопары:

• - рассчитывают входной сигнал U_Xj в «мВ» для каждой проверяемой точки по формуле: U_Xj = U_Xj- U_LX._C, где U_txc. - напряжение, соответствующее температуре холодного спая ( по таблицам ГОСТ Р 8.585);

• - устанавливают на входе поверяемого канала значение U_Xj напряжения постоянного тока от калибратора напряжения и делают не менее 4-х отсчётов Yj на выходе поверяемого калибратора;

• - за оценку абсолютной погрешности A_ai ИК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле:

A_ai = max { | Yi-Ti|},

здесь Yj выражено в «°C»;

• - результаты измерений по каждой проверяемой точке заносят в таблиц 18-20.

• 10.9.3 В режиме измерения сигналов от термопар с отключенной компенсацией температуры холодного спая проводят в той же последовательности, что и в п 10.9.2. U_{lx c}. - напряжение, соответствующее температуре холодного спая принимается равным 0 (нулю). Результаты заносят в таблицу А.21.

Таблица 18 - определение погрешности измерения сигналов от термопар при использовании клемм калибратора ТС-А с компенсацией холодного спая с помощью внутреннего датчика температуры для калибраторов СА500/550

Таблица 19 - определение погрешности измерения сигналов от термопар при использовании клемм калибратора В «банан» с компенсацией холодного спая с помощью внутреннего датчика температуры для калибраторов СА500/550

Таблица 20 - определение погрешности измерения сигналов от термопар при использовании клемм калибратора В «банан» с компенсацией холодного спая с помощью датчика температуры RJ (поставляется отдельно) для калибраторов СА500/550

Продолжение таблицы А.20

Таблица 21  - определение погрешности измерения сигналов от термопар при

использовании клемм калибратора В «банан» с отключенной компенсацией холодного спая (Utx._c. =0) для калибраторов СА5ОО/55О

• 10.10 Определение погрешности воспроизведения сигналов от термопар

• 10.10.1 Проверку погрешности калибратора проводят в 5-ти точках, равномерно распределённых по диапазону измеряемой величины (Xj) в режиме с отключенным каналом компенсации температуры холодного спая термопары (Т_хс=0 °C), в изложенной ниже последовательности:

• - записывают проверяемые точки в «°C»;

-находят для соответствующего типа термопар по таблицам ГОСТ Р 8.585-2001 «ГСП. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования» значения термоэдс Uj в «мВ» для каждой проверяемой точки Xi.

Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

• - устанавливают на поверяемом калибраторе значение температуры, соответствующее i -й проверяемой точке в «°C», измеряют значение выходного сигнала Yj в «мВ»;

• - за оценку абсолютной погрешности Akj калибратора в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле:

Aki = Y(Ni)-Ui,

где Y(Nj) - номинальное значение выходного сигнала, соответствующее входному коду;

• - по таблицам ГОСТ Р 8.5858-2001 определяют эквивалент полученного значения в «°C»

• - результаты заносят в Таблицу 22

Таблица 22 - определение погрешности воспроизведения сигналов от термопар при использовании клемм калибратора В «банан» с отключенной компенсацией холодного

• 10.11 Определение погрешности измерения сигналов от термопреобразователей сопротивления

• 10.11.1 Проверка основной погрешности по данному пункту выполняется с использованием соответствующих схем Руководства по эксплуатации.

• 10.11.2 Для каждой из 5-ти проверяемых точек Xi, i =1,...,5, равномерно распределённых по диапазону измеряемой величины (температуры), выполняют следующие операции:

• - записывают значения проверяемых точек в «°C»;

• - находят для соответствующего типа термометров сопротивления по таблицам ГОСТ 6651-2009 значения сопротивлений в «Ом» для температур Xi.

• 10.11.3 От магазина сопротивлений задают значения сопротивления

• 10.11.4 Результат измерений считывают с дисплея калибратора и заносят в Таблицу 23 в «°C».

Таблица 23 Определение погрешности измерения сигналов от термопреобразователей сопротивления

• 10.12 Определение погрешности воспроизведения от термопреобразователей сопротивления

• 10.12.1 Проверка основной погрешности по данному пункту выполняется с использованием соответствующих схем Руководства по эксплуатации.

• 10.12.2 Для каждой из 5-ти проверяемых точек X,, i =1,...,5, равномерно распределённых по диапазону измеряемой величины (температуры), выполняют следующие операции:

• - записывают значения проверяемых точек в «°C»;

• - находят для соответствующего типа термопреобразователей сопротивления по таблицам ГОСТ 6651-2009 значения сопротивлений в «Ом» для температур X;.

• 10.12.3 Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

• -  устанавливают на поверяемом калибраторе значение температуры Nj, соответствующее i -й проверяемой точке и измеряют мультиметром значение выходного сигнала Y, в «Ом»;

• - за оценку абсолютной погрешности Дк, ИК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле:

Ak_i = Y_i-Y(N_i),

где Y(Nj) - номинальное значение выходного сигнала, соответствующее входному коду;

• - по таблицам ГОСТ 6651-2009 находят эквивалентное значение в «°C» и заносят в Таблицу 24.

Таблица 24 Определение погрешности воспроизведения сигналов от термопреобразователей сопротивления

• 11.1 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности измерений или воспроизведений сигналов калибратора не превышают значений, указанных в таблицах 4 - 24.

• 11.2 Если хотя бы одно значение превышает пределы допускаемой погрешности, указанные в таблицах 4 - 24, калибратор считается не прошедшим поверку и направляется в ремонт.

12.1 Результаты поверки оформляют в соответствии с приказом Минпромторга России № 2510 от 31.07.2020 г. «Об утверждении порядка проведения поверки средств измерений, требований к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

И.М. Каширкина

29