Методика поверки «ФЛЮКСМЕТРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ EF » (МП 32-261-2021 )

Уральский научно-исследовательский институт метрологии - филиал Федерального государственного унитарного предприятия «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»

(УНИИМ - филиал ФГУП «ВНИИМ им Д И Менделеева»)

СОГЛАСОВАНО

Е.П Собина

о директора УНИИМ - филиала

ГУП «ВНИИМ им. ДИ. Менделеева»

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ФЛЮКСМЕТРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ EF

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

/

г. Екатеринбург 2021

ПРЕДИСЛОВИЕ

• 1 РАЗРАБОТАНА:

Уральским научно-исследовательским институтом метрологии - филиалом Федерального государственного унитарного предприятия «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д И. Менделеева» (УНИИМ - филиалом ФГУП «ВНИИМ им. Д.И Менделеева»),

• 2 ИСПОЛНИТЕЛИ

И.о. зав. лабораторией 261

Старший инженер лаб.261

Старший инженер лаб.261

• 3 СОГЛАСОВАНО УНИИМ - филиалом ФГУП «ВНИИМ им Д.И. Менделеева»

• 4 ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

• 1   Общие положения

• 2   Нормативные ссылки

• 3    Перечень операций поверки средств измерений

• 4   Требования к условиям проведения поверки

• 5   Требования к специалистам, осуществляющим поверку

• 6   Метрологические и технические требования к средствам поверки

• 7   Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

• 8   Внешний осмотр средства измерений

• 9    Подготовка к поверке и опробование средства измерений

• 10  Проверка программного обеспечения средства измерений

• 11   Определение метрологических характеристик средства измерений

• 12  Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим требованиям

• 13   Оформление результатов поверки

Дата введения в действие «Л6»           2021 г.

• 1.1 Настоящая методика поверки (далее - МП) распространяется на флюксметры электронные EF (далее - флюксметры), производства MAGNET-PHYS1K Dr.Steingroever GmbH, Германия, предназначенные для измерений магнитного потока, создаваемого постоянным или переменным током частотой от 30 Гц до 10 кГц.

Настоящая МП устанавливает процедуру первичной и периодической поверки флюксметров. Поверка флюксметров должна производиться в соответствии с требованиями настоящей методики.

• 1.2 При проведении поверки должна обеспечиваться прослеживаемость флюксметров к ГЭТ 12-2011 «Государственному первичному эталону единиц магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции» согласно части 2 ГОСТ 8.030-2013 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции».

• 1.3 Интервал между поверками - один год.

• 2.1 В настоящей МП использованы ссылки на документы, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень документов

Примечание - При пользовании настоящим документом целесообразно проверить действие ссылочных документов по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим документом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3.1 При проведении поверки флюксметров должны выполняться операции согласно таблице 2.

Таблица 2 - Операции поверки

• 3.2 Если при выполнении той или иной операции выявлено несоответствие установленным требованиям, поверка приостанавливается, выясняются и устраняются причины несоответствия, после этого повторяется поверка по операции, по которой выявлено несоответствие. В случае повторного выявления несоответствия установленным требованиям поверку прекращают, выдается извещение о непригодности.

• 3.3 При периодической поверке в соответствии с письменным заявлением владельца средства измерений допускается проведение поверки для меньшего числа измеряемых величин (на постоянном токе в режиме DC или на переменном токе в режиме АС) и (или) на меньшем числе поддиапазонов измерений. В свидетельстве о поверке (в сведениях о поверке, передаваемых в федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений) обязательно указывается информация об объеме проведенной поверки.

• 4.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

  • - температура окружающего воздуха, °C                       20 ± 5;

  • - относительная влажность, %, не более                        70.

  Параметры электрического питания от трехфазной сети переменного тока:

  • - напряжение, В                                             220 ± 22;

  -частота, Гц                                                50 ±1.

• 4.2 Если до проведения поверки флюксметры находились в климатических условиях, отличных от описанных в 4.1, то перед началом поверки они должны быть выдержаны в условиях по пункту 4.1 не менее 24 ч, а после воздействия повышенной влажности -не менее 48 ч.

• 4.3 Вибрация и тряска должны отсутствовать.

• 4.4 Крупные ферромагнитные массы (радиаторы отопления, корпуса установок и т.д.) должны находиться на расстоянии не менее 1,5 м, а мелкие ферромагнитные предметы (инструменты, приборы и т.п.) на расстоянии 1 м от КВИ.

• 5.1 К проведению поверки допускаются лица из числа специалистов, допущенных к поверке, работающих в организации, аккредитованной на право поверки СИ в соответствующей области, и ознакомившиеся с руководством (инструкцией) по эксплуатации (далее - РЭ (ИЗ)) на флюксметр и настоящей МП.

• 6.1 При проведении поверки применяют оборудование согласно таблице 3.

  6.3 При проведении поверки допускается применение не указанных в п. 6.1 средств измерений, обеспечивающих требуемую точность передачи единиц величин поверяемому средству измерений.

  7 Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

  • 7.1 При проведении поверки флюксметров к работе допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроустановками напряжением до 1000 В.

  • 7.2 При проведении поверки флюксметров должны соблюдаться требования приказа Минтруда России от 15.12.2020 г. № 903н «Об утверждении правил по охране труда при эксплуатации электроустановок».

Таблица 3 - Средства поверки

6.2 Средства измерений, применяемые для поверки, должны быть поверены.

• 8.1 При внешнем осмотре флюксметра устанавливают:

• -  соответствие внешнего вида флюксметра сведениям, приведенным в описании типа;

• -  отсутствие на поверхности флюксметра механических повреждений и следов коррозии и других видимых повреждений, влияющих на эксплуатационные свойства;

все кнопки и разъемы подключений должны быть исправны и хорошо закреплены;

• -  соответствие комплектности, указанной в РЭ (ИЭ);

четкость обозначений и маркировки.

• 9.1 Убеждаются, что сетевой выключатель флюксметра на задней панели находится в положении «О» (выключено).

• 9.2 Дня флюксметра EF 5 подключают вторичную обмотку КВИ (М=0,01 Гн) к разъему PROBE на флюксметре через один из входов адаптера так, чтобы общее электрическое сопротивление цепи было не менее 5 кОм.

Для флюксметра EF 14 подключают вторичную обмотку КВИ (М=0,01 Гн) к полюсным наконечникам на задней панели флюксметра.

• 9.3 Сетевой выключатель флюксметра переводят в положение 1 (включено). При этом загорится дисплей и появится логотип фирмы-изготовителя Magnet-Physik. После минутного прогрева флюксметра появится сообщение (рисунок Г).

  _____________0 • 1D'⁶ Vs

  Press function key or MODE

  OK       FIELD COIL k=190 cr*

  L.«___ LOCAL          UAR: NONE

  No coil at front input

  Attach coil or press Reset for rear input

Флюксметр EF 5                         Флюксметр EF 14

Рисунок 1

• 9.4 Для флюксметра EF 5 с помощью клавиш MODE, ENTER, ESCAPE и стрелок устанавливают в настройках флюксметра сопротивление подключаемой катушки, прогревают прибор в течении 30 минут и проводят коррекцию дрейфа на флюксметре нажатием кнопки DRIFT, согласно ИЭ. При этом информация на дисплее должна показывать, что происходит коррекция дрейфа (рисунок 2) и приблизительно через 10 секунд, что коррекция завершена (рисунок 3).

  ____________0.00 J1V

  ********* MAIN/WEASURE/DRIFT *********** Please wait...

  Status:     Calibration

  Time!       0 s

  _________-0.20 цУ

  ********* MAIN/MEASURE/DRIFT *********** Press MODE ENTER ESC Status:      Measurins dr 1ft

  Time!       7 s

Рисунок 2

• 9.5 Для флюксметра EF 14 нажимают клавишу RESET, чтобы активировать дисплей для работы от заднего входа. Слово «задний» применительно к типам катушек означает, что флюксметр использует показания с катушки, подключенной к наконечникам на задней панели. Появится измерительный экран (рисунок 4). Прогревают прибор в течение 20 минут и нажимают кнопку DRIFT на передней панели, чтобы запустить автоматическую коррекцию дрейфа. При этом на экране появится сообщение (рисунок 5).

  +0.000 .м.

  DC Field Coil к = 100 cm²

  ----Drift Menu-----

  +    0.1 uus

  Rutom. correction running. Select or Reset for manual adjustment.

Рисунок 4

• 9.6 Нажимают кнопу ENTER и возвращаются к основному экрану.

• 9.7 Если вся информация на дисплее читается однозначно, коррекция дрейфа происходит без зависаний, т.е. не более 30 секунд, и если прибор легко переходит обратно в основное меню, то считают, что опробование флюксметра прошло успешно.

• 10.1 Включают флюксметр.

• 10.2 Для флюксметра EF 5 из стандартного меню дисплея с помощью клавиш MODE, ENTER, ESCAPE и стрелок переходят в Меню Version (рисунок 6). В данном меню отображаются номера версии программного обеспечения.

Для флюксметра EF 14 нажимают клавишу MODE, при этом на экране появится основное меню. С помощью клавиш-стрелок (<—, —>) выбирают меню Information, а для его активации используют клавишу ENTER. В меню Information (рисунок 6) отображается тип флюксметра - EF 14 и его серийный номер, он должен соответствовать серийному номеру, указанному на ярлыке на задней панели прибора. Номер версии программного обеспечения прибора отображается под серийным номером.

Рисунок 6

• 10.3 Данные на дисплее должны соответствовать указанным в таблице 4.

Таблица 4 - Идентификационные данные программного обеспечения

• 11.1 Определение дрейфа показаний флюксметра

  • 11.1.1 Определение дрейфа показаний флюксметра проводят только для измерений на постоянном токе (режим DC).

  • 11.1.2 Для определения дрейфа показаний флюксметра (At, Вб/с) собирают схему в соответствии с рисунком 7.

    

БП - источник напряжения и тока стабилизированный (далее - блок питания);

V - вольтметр постоянного напряжения/нановольтметр для поддиапазона от 1 10'⁶ до 1 • КГ' Во включительно;

R - катушка электрического сопротивления Р321;

КВИ - катушка взаимной индуктивности;

П - переключатель направления тока;

EF 14 - флюксметр электронный EF

Рисунок 7 - Схема проведения измерений магнитного потока на постоянном токе

• 11.1.3 Определение дрейфа показаний флюксметров EF 5 проводят для трех КВИ (N4=0,01 Гн, М=0,001 Гн) и токов 1, А, равных 0,5 А, 0,25 А и 0,05 А соответственно.

Определение дрейфа показаний флюксметров EF 14 проводят не менее, чем в трех точках на каждом пределе измерения: 2250 10^й Во, 9999 10"⁵ Во, 9999 10^ч> Вб, 9999 10’⁷ Вб. Минимальное значение на каждом пределе (кроме 9999 10’⁷ Вб) должно быть не менее 0,5Ф|_1рт, где Фпр.т - ближайший меньший предел измерения.

• 11.1.4 Для флюксметров EF 5 подключают первичную обмотку КВИ к блоку питания, а вторичную обмотку - к разъему PROBE на флюксметре через один из входов адаптера так, чтобы общее электрическое сопротивление цепи было не менее 5 кОм. Включают флюксметр, устанавливают в его настройках сопротивление подключаемой катушки и прогревают его в течение 20 минут. Включают блок питания и устанавливают ток (I, А) равный 0,5 А, используя показания вольтметра U, В, и значение катушки электрического сопротивления R, Ом (I=U/R).

Для флюксметров EF 14 подключают первичную обмотку КВИ к блоку питания, а вторичную обмотку - к полюсным наконечникам на задней панели флюксметра. Включают флюксметр и нажимают клавишу RESET, чтобы активировать дисплей для работы от заднего входа. С помощью клавиши AC/DC на флюксметре включают режим DC и прогревают флюксметр в течение 20 минут.

• 11.1.5 Корректируют дрейф показаний флюксметра согласно РЭ (ИЗ).

• 11.1.6 Обнуляют показания флюксметра с помощью клавиши RESET. Переключают направление тока через КВИ и снимают показания с флюксметра (Фо. Во).

• 11.1.7 Через 30 секунд (время отслеживается по секундомеру) снимают повторно показания флюксметра (Фзо, Вб).

• 11.2 Определение диапазона измерений и определение относительной погрешности измерений магнитного потока на постоянном токе (режим DC)

  • 11.2.1 Проверку диапазонов измерений и определение относительной погрешности измерений магнитного потока на постоянном токе проводят методом прямых измерений значения магнитного потока, создаваемого КВИ при переключении направления тока. Для этого собирают схему в соответствии с рисунком 7.

  • 11.2.2 Для флюксметров EF 5 измерения проводят не менее, чем в трех равномерно распределенных точках поддиапазонов:

• •  от 1 • 10 ⁽¹ до 1 10 ^? Во включ.;

• •  св. 1 10’⁵ до Г10'⁴ Во включ.;

• •  св. Г 10"⁴ до 1 10’³ Вб включ.;

• •  св. 1 10’³ до 0,1 Вб включ.

Для флюксметров EF 14 измерения проводят не менее, чем в трех точках на каждом пределе измерения флюксметра: 2250 10'⁴ Во, 9999 10’ Во, 9999 10’° Вб, 9999 10’ Во. Минимальное значение на каждом пределе (кроме 9999 10' Вб) должно быть не менее 0,5Ф_пр.т, где Фцр.щ - ближайший меньший предел измерения.

• 11.2.3 Подключают КВИ согласно пункта 11.1.4 настоящей МП.

• 11.2.4 Включают блок питания и подают напряжение на первичную обмотку КВИ. Корректируют дрейф показаний, обнуляют показания флюксметра и проводят измерения потока флюксметром при переключении направления тока (Ф_и+, Вб), одновременно снимая показания вольтметра. Для уменьшения воздействия внешних магнитных полей проводят измерения магнитного потока для противоположного направления тока (Ф_и., Вб).

• 11.2.5 Для каждого значения напряжения проводят не менее 5 измерений магнитного потока.

• 11.3 Определение диапазона измерений и определение относительной погрешности измерений магнитного потока на переменном токе (режим АС)

  • 11.3.1 Определение диапазона измерения и относительной погрешности измерения магнитного потока на переменном токе проводят (только для флюксметров EF 14) методом прямых измерений значения магнитного потока, создаваемого КВИ.

  • 11.3.2 Для определения относительной погрешности измерения магнитного потока на переменном токе собирают схему в соответствии с рисунком 8.

    

ГС - генератор сигналов низкочастотный;

V - вольтметр средних значений;

R - катушка электрического сопротивления Р321;

КВИ - катушка взаимной индуктивности;

EF 14 - флюксметр электронный EF 14

Рисунок 8 - Схема проведения измерений магнитного потока на переменном токе

• 11.3.3 Измерения проводят при трех частотах в диапазоне от 30 до 10 000 Гц не менее, чем в трех точках на каждом пределе измерения: 2250 10’⁴ Вб, 9999 10’⁵ Вб, 9999 1О’⁶ Вб, 9999 10’ Вб флюксметра. На каждом пределе значения должны находиться в диапазоне от 0,03Ф_пр (кроме 9999 10’ Вб) до Ф_пр.А/2 , где Ф_ир. - предел измерения.

• 11.3.4 Подключают вторичную обмотку КВИ к полюсным наконечникам на задней панели флюксметра EF 14. Включают флюксметр EF 14 и нажимают клавишу RESET, чтобы активировать дисплей для работы от заднего входа. С помощью клавиши AC/DC на флюксметре EF 14 включают режим АС и прогревают флюксметр в течение 20 минут.

• 11.3.5 Включают генератор сигналов и подают напряжение на первичную обмотку КВИ. Проводят измерения магнитного потока флюксметром EF 14, одновременно снимая показания вольтметра.

• 11.3.6 Для каждой точки (по пункту 11.3.3) проводят не менее 5 измерений магнитного потока.

• 12.1 Вычисление дрейфа показаний флюксметров.

  • 12.1.1 По результатам измерений, полученным по 11.1, рассчитывают дрейф показаний флюксметра (А_ь Вб/с) по формуле где 30 - время между измерениями, с.

  • 12.1.2 Дрейф показаний флюксметров не должен превышать 1 • 10*⁶ Вб/с.

• 12.2  Вычисление относительной погрешности измерений магнитного потока флюксметров на постоянном токе (режим DC).

  • 12.2.1 По результатам измерений, полученным по 11.2.4, рассчитывают среднее значение магнитного потока (Ф_и, Вб) по формуле

  • 12.2.2 По результатам измерений, полученным по 11.2.5, вычисляют среднее арифметическое значение результатов измерений и среднее квадратическое отклонение результата измерений по формулам (3) и (4) соответственно:

    

(3)

где Ф_и - среднее арифметическое значение измеренного магнитного потока, Вб; Ф_И(. - /-ое измеренное значение магнитного потока, Вб;

• 5 - оценка среднего квадратического отклонения результата измерений, Вб; п - число измерений, п >5.

Рассчитывают магнитный поток, создаваемый КВИ, по формуле

(5)

где Кф - действительное значение взаимной индуктивности КВИ, Вб/А;

U - напряжение тока, В;

R - действительное значение сопротивления катушки электрического сопротивления, Ом

• 12.2.3 Вычисляют отклонение измеренного магнитного потока от рассчитанного в относительном виде (Д_ф, %) по формуле

  

  Фи Фрасч

  Фрасч

  • 100.

  (6)

• 12.2.4  Вычисляют неисключенную систематическую составляющую (0_И, Вб) погрешности результата измерений магнитного потока, обусловленную используемыми средствами измерений, по формуле

0ц =        + ^КВИ² + ^SR² + V                 ( ⁷ )

где tfy - относительная погрешность измерения напряжения, %;

5_Кви ~ относительная погрешность действительного значения взаимной индуктивности КВИ, %;

S_R - относительная погрешность действительного значения сопротивления катушки электрического сопротивления, %;

Д_ф - относительное отклонение измеренного магнитного потока от рассчитанного, %.

• 12.2.5 Вычисляют значение относительной погрешности измерения магнитного потока (5_Ф, %) для доверительной вероятности 0,95 по формуле

  

(8)

• -  для поддиапазона от 1 • 10"⁶ до 1 10*⁵ Вб включ.                                   ±3,0 %;

• -  для поддиапазона св. 1 • 10^? до 1 10’⁴ Вб включ.                                  ±1,0 %;

• -  для поддиапазона св. Г10*⁴ до 1 Ю'³ Вб включ.                                ±0,5 %;

• -  для поддиапазона св. 110'³ до 0,1 Вб включ.                                      ±0,2 %.

Для флюксметров EF 14 относительная погрешность измерения магнитного потока на постоянном токе (режим DC) должна быть в пределах ± 1,0 %.

• 12.3 Вычисление относительной погрешности измерений магнитного потока флюксметров на переменном токе (режим АС).

  • 12.3.1  По результатам измерений, полученным в 11.3.6, вычисляют среднее арифметическое значение результатов измерений и среднее квадратическое отклонение результата измерений по формулам (3) и (4) соответственно.

  • 12.3.2 Рассчитывают магнитный поток, создаваемый КВИ, по формуле (5).

  • 12.3.3 Вычисляют отклонение измеренного магнитного потока от магнитного потока, создаваемого КВИ, (Д_Ф, %) по формуле (6).

  • 12.3.4  Вычисляют неисключенную систематическую составляющую (0_п, Вб) погрешности результата измерений магнитного потока, обусловленную используемыми средствами измерений по формуле (7).

  • 12.3.5 Вычисляют величину относительной погрешности измерения магнитного потока (6_Ф, %) на переменном токе (режим АС) для доверительной вероятности 0,95 по формуле 8.

  • 12.3.6 Относительная погрешность измерения магнитного потока на переменном токе при частоте от 30 до 10 000 Гц (режим АС) флюксметров EF должна быть в пределах ± 5,0 %.

• 13.1 Результаты поверки оформляются протоколом произвольной формы.

• 13.2 При положительных результатах поверки флюксметр признают пригодным к применению и оформляют результаты поверки в соответствии с Приказом Минпромторга России от 31 июля 2020 г № 2510 или в соответствии с порядком, действующим на момент проведения поверки или действующими на момент проведения поверки нормативными правовыми актами в области обеспечения единства измерений. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.

• 13.3 При отрицательных результатах поверки флюксметр признают непригодным к применению в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений и оформляют результаты в соответствии с Приказом Минпромторга России от 31 июля 2020 г. № 2510 или действующими на момент проведения поверки нормативными правовыми актами в области обеспечения единства измерений.

• 13.4 Сведения о результатах и объеме проведенной поверки передают в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений в соответствии с Приказом Минпромторга России от 28.08.2020 г. № 2906 «Об утверждении порядка создания и ведения Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений, передачи сведений в него и внесения изменений в данные сведения, предоставления содержащихся в нем документов и сведений».

Разработчик:

И.С. Цай

В В Конева

Е С. Никова

И.о зав. лабораторией 261

Старший инженер лаб.261

Старший инженер лаб.261

Страница 13 из 13