Методика поверки «ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПД500ХХ » (МП 2520-096-2020 )

Федеральное государственное унитарное предприятие

«Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»

СОГЛАСОВАНО

Государственная система обеспечения единства измерений

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПД500ХХ

И.о. руководителя научно-исследовательской лаборатории госэталонов в области измерений вибраций, удара и переменных давлений

м. Д.И. Менделеева»

____Козляковский А.А.

2020 г.

г. Санкт-Петербург

2020 г.

Настоящая методика поверки (далее МП) распространяется на преобразователи переменного давления измерительные ПД500ХХ (далее - преобразователи), изготавливаемые АО «ГосНИИмаш», и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Преобразователи соответствуют рабочим средствам измерений по ГОСТ Р 8.801-2012 ГСП. «Государственная поверочная схема для средств измерений переменного давления в диапазоне от Г10² до 2,5 • 10⁷ Па для частот от 5 • 10'¹ до 1 • 10⁴ Гц и длительностей от Г10‘⁵ до 10 с при постоянном давлении до 5 -10⁶ Па».

Первичная поверка проводится:

• - при вводе в эксплуатацию;

• - после ремонта.

Методикой поверки обеспечивается прослеживаемость преобразователей переменного давления измерительных ПД500ХХ к Государственному первичному эталону ГЭТ 131-81 в соответствии с ГОСТ Р 8.801-2012. «ГСОЕИ. Государственная поверочная схема для средств измерений переменного давления в диапазоне от Г10² до 2,5 • 10⁷ Па для частот от 5 • 10’¹ до Г10⁴ Гц и длительностей от 1 • 1 О*⁵ до 10 с при постоянном давлении до 5 • 10⁶ Па».

Метод, обеспечивающий реализацию методики поверки:

• - поверка преобразователей проводится прямым методом и непосредственным сличением с эталоном.

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

Таблица 1 - Перечень операций поверки

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

температура окружающего воздуха, °C......................................от +18 до +24

относительная влажность, %......................................................от 40 до 80

атмосферное давление, кПа......................................................от 92 до 108

Поверка преобразователей осуществляется лицами, прошедшими специальную подготовку в качестве поверителей и изучившими нормативные документы (далее НД) на поверяемые средства измерений и средства поверки.

• 5.1 Перечень средств поверки представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Перечень средств поверки

• 5.2  Средства измерений должны быть поверены, а эталоны аттестованы.

• 5.3  Допускается применение других средств измерений и вспомогательного оборудования, не приведенных в таблице 2, но обеспечивающих определение (контроль) метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие требования безопасности:

• - средства измерений, а также вспомогательное оборудование должны иметь защитное заземление;

• - сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом. Не допускается использовать в качестве заземления корпус (коробку) силовых электрических и осветительных щитов и арматуру центрального отопления;

• - персонал, осуществляющий поверку, должен иметь удостоверение на право работы с установками, имеющими напряжение до 1000 В.

Подготовка средств измерений к поверке должна производиться в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на них.

При проведении поверки необходимо соблюдать требования раздела «Указания мер безопасности» руководства по эксплуатации и других нормативных документов на преобразователи и средства измерений, применяемые при поверке.

Все операции поверки должны проводиться не менее чем двумя лицами, имеющими квалификационную группу по технике безопасности не ниже 3.

Все подключения и отключения к преобразователям можно производить только при отключенном напряжении питания.

• 8.1.1 При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие преобразователя следующим требованиям:

• - соответствие внешнего вида и маркировки преобразователя путем сравнения с технической документацией, представленной заявителем;

• - наличие знака утверждения типа в месте, указанном в описании типа преобразователя;

• - соблюдение требований по защите преобразователя от несанкционированного доступа;

• - выявление дефектов, способных оказать влияние на безопасность проведения поверки и (или) на результаты поверки.

• 8.1.2 Преобразователь не должен иметь внешних повреждений корпуса и соединительных кабелей.

• 8.1.3 Результат проверки считается положительным, если при внешнем осмотре преобразователя соответствует требованиям технической документации на преобразователь.

• 8.2.1 При проведении опробования проверяют работоспособность преобразователя. Поверяемый преобразователь соединяют с согласующим усилителем сигналов (далее усилитель сигналов), выход которого соединяют с входом осциллографа TDS 2002В.

• 8.2.2 Устанавливают осциллограф в режим работы «Цикл».

• 8.2.3 Воздействуют на преобразователь механическими колебаниями, например, постукивая пальцем, и наблюдают появление сигнала на экране осциллографа.

• 8.2.4 Результаты поверки считаются удовлетворительными, если выполняются требования п. 8.2.3 настоящей методики поверки.

• 8.3.1 Для проверки электрического сопротивления изоляции преобразователя подключают тераомметр ПрофКип Е6-13М к контактам преобразователя.

• 8.3.2 Измеряют сопротивление изоляции преобразователя.

• 8.3.3 Результаты проверки считают удовлетворительными, если значение электрического сопротивления изоляции преобразователя ПД500КЗ не менее 1 1О¹⁰ Ом, а преобразователя ПД500ЦЗ не менее 1 • 10⁹ Ом.

• 8.4.1 При проверке электрической емкости подключают измеритель емкости цифровой Е8-4 к контактам преобразователя.

• 8.4.2 Измеряют электрическую емкость.

• 8.4.3 Результаты проверки считают удовлетворительными, если значение электрической емкости преобразователя ПД500КЗ находится в пределах значений 100±20 пФ, а для преобразователя ПД500ЦЗ 600±300 пФ.

• 8.5 Определение действительного значения коэффициента преобразования. Определение отклонения действительного значения коэффициента преобразования от номинального

  • 8.5.1 Действительное значение коэффициента преобразования преобразователя определяют на рабочем эталоне по ГОСТ Р 8.801-2012 ГСИ (далее - эталон) в соответствии с руководством по эксплуатации на рабочий эталон.

  • 8.5.2 Преобразователь устанавливают на эталоне с помощью специальных элементов крепления, входящих в комплект эталона. Соединяют преобразователь с входом усилителя сигналов, выход которого соединяют с входом осциллографа TDS 2002В, работающего в ждущем режиме.

  • 8.5.3 Воспроизводят импульсное давление значениями амплитуд из диапазона измерений давления, не менее 3 значений (обязательно наличие верхнего и нижнего значений из диапазона измерений давления), регистрируют отклик преобразователя на экране осциллографа.

  • 8.5.4 Определяют действительное значение коэффициента преобразования преобразователя, Sq, пКл/кПа, по формуле (1):

_   _ t/BbIXj

*** РизмрК_Пу ’

где JJebix, - амплитуда напряжения на выходе проверяемого преобразователя, мВ; Ризм, - измеренное значение амплитуды давления, кПа.; Кпу - коэффициент передачи усилителя сигнала, мВ/пКл.

Проводят не менее 3 измерений, после чего рассчитывают среднее арифметическое значение коэффициента преобразования по формуле (2):

(2)

где Sq_Cp - среднее арифметическое значение коэффициента преобразования; п - число измерений, п > 3.

• 8.5.5 Рассчитывают относительное отклонение действительного значения коэффициента преобразования преобразователя от номинального значения, %, указанного в НД по формуле (3):

S_sq = "‘V^lOO,                          (3)

•^Чном

где 5<7ном - номинальное значение коэффициента преобразования преобразователя, пКл/кПа.

• 8.5.6 Результаты определения считают удовлетворительными, если отклонение действительного значения коэффициента преобразования преобразователя от номинального значения не превышает ± 20%.

• 8.6.1 Преобразователь закрепляют на рабочем эталоне в его торце с помощью специальных элементов крепления, входящих в комплект эталона.

• 8.6.2 Соединяют преобразователь с входом усилителя сигналов, выход которого соединяют с входом осциллографа TDS 2002В, работающего в ждущем режиме.

• 8.6.3 Воспроизводят импульсное давление и регистрируют отклик преобразователя на экране осциллографа.

• 8.6.4 На осциллографе измеряют период Трез записанной на осциллографе характеристики. С помощью формулы Fpe3= 1/Трез определяют собственную резонансную частоту.

• 8.6.5 Операции по п.п. 8.6.3 - 8.6.4 повторяют не менее 3 раз.

• 8.6.6 Результаты определения собственной резонансной частоты считают удовлетворительными, если собственная резонансная частота преобразователя составляет не менее 100 кГц.

• 8.7.1 Диапазон измеряемых амплитуд переменных давлений преобразователя определяют на рабочем эталоне.

• 8.7.2 Диапазон измеряемых давлений определяют не менее, чем при трех значениях амплитуды единичного скачка давления, расположенных равномерно по рабочему диапазону измеряемых преобразователем амплитуд переменных давлений (включая нижнее и верхнее значения).

• 8.7.3 Преобразователь устанавливают на эталоне в соответствии с руководством по эксплуатации эталона. Соединяют выход преобразователя с входом усилителя сигналов, выход которого соединяют с входом осциллографа TDS 2002В, работающего в ждущем режиме.

• 8.7.4 Воспроизводят единичный скачок импульсного давления заданной амплитуды, соответствующей требованиям п. 8.5.3, и регистрируют отклик преобразователя на экране осциллографа. Определяют коэффициент преобразования, по формуле (1).

При каждом эталонном значении амплитуды единичного скачка давления проводят не менее 3 измерений, после чего рассчитывают среднее арифметическое значение коэффициента преобразования для заданного эталонного значения амплитуды единичного скачка давления по формуле (2).

• 8.7.5 Повторяют процедуру определения коэффициента преобразования в соответствии с требованиями п. 8.5.4.

• 8.7.6 Определяют для каждого эталонного значения амплитуды единичного скачка давления относительное отклонение от действительного значения коэффициента преобразования преобразователя (см. п. 8.5) по формуле (4), %:

4^м           100                                    (4)

°чср

• 8.7.7 Наибольшее из отклонений д_а принимают за нелинейность амплитудной характеристики:

(5)

• 8.7.8 Результаты поверки считают удовлетворительными, если значение нелинейности для преобразователей ПД5ООКЗ составляет не более ±5 % в диапазоне измерений амплитуд переменных давлений от 0,2 до 25 МПа, а для преобразователей ПД500ЦЗ не более ±10% в диапазоне измерений амплитуд переменных давлений от 0,1 до 2 МПа.

  • 8.8 Определение диапазона рабочих частот и определение неравномерности амплитудно-частотной характеристики в диапазоне рабочих частот измеряемых давлений

    • 8.8.1 Неравномерность амплитудно-частотной характеристики в диапазоне рабочих частот измеряемых давлений (<5дчх) преобразователей определяют расчетным методом по формуле (6), %:

      

      •100.

(6)

где /max — верхнее значение частоты рабочего диапазона измеряемых давлений преобразователей, кГц;

/е.рез — значение собственной резонансной частоты преобразователя, определенной по п. 8.6 настоящей методики поверки, кГц.

• 8.8.2 Верхнее значение диапазона рабочих частот преобразователей 22 кГц определяется максимальным значением неравномерности АЧХ, не более 5 %.

• 8.8.3 За нижнее значение диапазона рабочих частот преобразователей принимается величина нижней границы фильтра верхних частот усилителя сигналов, указанная в технической документации на преобразователь.

• 8.8.4 Результаты определения считают удовлетворительными если значение неравномерности амплитудно-частотной характеристики не превышает 5 %.

• 8.9.1 Закрепляют на рабочем эталоне 2-го разряда (далее - эталон) по приказу Госстандарта от 27 декабря 2018 г. № 2772 преобразователь соосно эталонному виброметру из состава эталона и включают эталон. С помощью эталонного виброметра задают ускорение равное 1 g на частоте 200 Гц.

• 8.9.2 Определение чувствительности к вибрационному ускорению осуществляют по среднему квадратическому значению виброускорения (а), зафиксированному с помощью эталонного виброметра.

• 8.9.3 Измеряют напряжение на выходе преобразователя, рассчитывают значение чувствительности преобразователя к вибрационному ускорению по формуле (7):

  

  (7)

где Ubwx - напряжение на выходе преобразователя, мВ; Кус -коэффициент усилителя сигнала, мВ/пКл; а - заданное виброускорение, м/с².

• 8.9.4 Результаты поверки считают удовлетворительными, если значение чувствительности к вибрационному ускорению для преобразователей ПД5ООКЗ не превышает 15 Па/(м/с²), а для преобразователей ПД500ЦЗ не превышает 30 Па/(м/с²).

• 8.10.1 Основную относительную погрешность измерений д при доверительной

вероятности 0,95 определяют по формуле (7):

где до - погрешность рабочего эталона при определении действительного значения коэффициента преобразования преобразователя;

д_а - нелинейность преобразователя, % (формула (5));

5ачх - неравномерность амплитудно-частотной характеристики преобразователя,

% (формула (6)).

• 8.10.2 Результаты определения считают удовлетворительными, если основная относительная погрешность измерений переменного давления для преобразователей ПД5ООКЗ находится в пределах ±10 %, а для преобразователей ПД500ЦЗ ±15 %.

• 9.1 Проводится определение относительной погрешности измерений переменного давления, выраженной в процентах. Значения основной относительной погрешности измерений переменного давления для преобразователей ПД500КЗ должны находится в пределах ±10 %, а для преобразователей ПД5001ДЗ ±15 %.

• 10.1 Результаты поверки считаются положительными, если все операции выполнены с положительным результатом. В этом случае результаты поверки оформляются в соответствии с действующими нормативными документами Российской Федерации.

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

• 10.2 При отрицательных результатах преобразователь к применению не допускается и результаты оформляются в соответствии с действующими нормативными документами Российской Федерации с указанием причин о непригодности.

9