Методика поверки «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно- вычислительных, управляющих, програмно- технических комплексов.» (МИ 2539-99)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС)

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений.

Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов.

Методика поверки.

МИ 2539-99

• 1 РАЗРАБОТАНА Всероссийским научно- исследовательским институтом метрологической службы (ВНИИМС) Госстандарта России

• 2 ИСПОЛНИТЕЛИ: Тронова И . М .

• 3 УТВЕРЖДЕНА ВНИИМС 16.06.99 г.

• 4 ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ВНИИМС 18.06.99 г.

• 5 ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ

6 ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящая рекомендация распространяется на измерительные каналы (далее - ИК) контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов с входными и выходными электрическими сигналами, для которых нормированы пределы допускаемых погрешностей без нормирования в отдельности характеристик систематической и случайной составляющих погрешности, и устанавливает требования к методике их поверки или калибровки.

Далее в тексте применяется термин "поверка", под которым подразумевается и поверка, и калибровка.

• 1.1 Перечень операций, которые проводят при поверке ИК, приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Примечания

1 При периодической поверке выполняют только проверку сопротивления изоляции.

2 Операции по пп. 4...8 могут выполняться в любой последовательности.

3 После ремонта или замены любого измерительного компонента ИК поверку канала выполняют по пунктам первичной поверки.

• 2.1 При проверке погрешности ИК аналого-цифрового преобразования, на вход которых поступают сигналы напряжения или силы постоянного тока, в качестве эталона для задания входного сигнала используют калибратор напряжения или силы постоянного тока, соответственно, имеющий в диапазоне значений задаваемого входного сигнала абсолютную погрешность в условиях поверки не более 1/5 абсолютной погрешности проверяемого ИК, например В1-13, В1-28 или им подобные.

Примечание. При невозможности выполнения соотношения "1/5" допускается использовать эталоны с упомянутым соотношением до "1/3", при этом погрешность ИК не должна выходить за границы, равные 0,8 от предела допускаемой погрешности ИК.

• 2.2 При проверке погрешности ИК аналого-цифрового преобразования, предназначенных для работы с преобразователями сопротивления или термопреобразователей сопротивления, в качестве эталона для задания входного сигнала используют магазин сопротивлений, имеющий в диапазоне задаваемого входного сигнала абсолютную погрешность не более 1/5 абсолютной погрешности проверяемого ИК, например Р327, МСР-60М или им подобные (см. примечание к п. 2.1).

• 2.3 При проверке погрешности ИК цифро-аналогового преобразования, предназначенных для воспроизведения сигналов напряжения или силы постоянного тока, в качестве эталона для измерений выходного сигнала используют вольтметр или амперметр, соответственно, имеющий в диапазоне измеряемого сигнала абсолютную погрешность не более 1/5 абсолютной погрешности проверяемого ИК, например В1-28 или подобный (см. примечание к п. 2.1).

• 2.4 При проверке погрешности ИК, предназначенных для преобразования частоты синусоидальных сигналов, частоты следования импульсов или их счета, требования к эталонам для задания входного сигнала аналогичны требованиям, изложенным в п. 2.1 настоящей рекомендации. В качестве эталонов используют синтезатор частоты Ч6-58, частотомер электронно-счетный Ч3-38, генератор импульсов Г5-60 или им подобные.

• 2.5 Дискретность регулирования сигналов от эталонов, подаваемых на входы ИК, и разрешающая способность эталонов при измерении аналоговых сигналов на выходах ИК, не должна превышать 0,3 номинальной ступени квантования испытываемого ИК.

• 2.6 Для измерений температуры в точке подсоединения холодного спая термопары в качестве эталона используют термометр с абсолютной погрешностью не более 0,1°С, например

ТЛ-4 или подобный.

• 2.7 Для измерения интервала времени счета импульсов используют секундомер, например СДС.

• 3.1 К поверке ИК допускают лиц, освоивших работу с контроллером (комплексом) и используемыми эталонами, изучивших настоящую рекомендацию, аттестованных в соответствии с ПР 50.2.012-94 "ГСИ. Порядок аттестации поверителей средств измерений" (данное требование не распространяется на калибровку) и имеющих достаточную квалификацию для выбора методики проверки погрешности (п. 6.4.2 настоящей рекомендации); выбора соответствующих эталонов (пп. 2.1...2.5 настоящей рекомендации); выбора проверяемых точек (п. 6.4.1 настоящей рекомендации).

• 4.1 При проведении поверки соблюдают требования безопасности, предусмотренные "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (изд. 3), ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.1.019-79, ГОСТ 12.2.091-94, и требования безопасности, указанные в технической документации на контроллеры (комплексы), применяемые эталоны и вспомогательное оборудование.

Персонал, проводящий поверку, проходит инструктаж по технике безопасности на рабочем месте и имеет группу по технике электробезопасности не ниже 2-й.

• 5.1 Потребитель, предъявляющий контроллер (комплекс) на поверку, представляет (по требованию организации, проводящей поверку) следующие документы:

- настоящую рекомендацию и (при наличии) документ, конкретизирующий настоящую рекомендацию применительно к конкретному типу контроллера (комплекса), утвержденный в установленном порядке;

- эксплуатационную документацию на контроллер (комплекс);

- перечень ИК, подлежащих поверке;

- протокол предшествующей поверки ИК контроллера (комплекса);

- техническую документацию и свидетельства о поверке эталонов (в случае использования при поверке эталонов потребителя).

• 5.2 Поверяемые контроллеры (комплексы) и эталоны в процессе поверки находятся в нормальных условиях согласно технической документации на эти средства измерений.

Примечание. При невозможности обеспечения нормальных условий поверку проводят в фактических условиях эксплуатации. Условия поверки ИК контроллеров (комплексов) на месте эксплуатации не должны выходить за пределы рабочих условий, указанных в технической документации на контроллеры (комплексы) и эталоны. В этом случае должны быть рассчитаны пределы допускаемых погрешностей ИК контроллеров (комплексов) и эталонов (по РД 50-45384) для фактических условий поверки и проверено выполнение требований пп. 2.1...2.4 настоящей рекомендации.

• 5.3 Перед началом поверки поверитель изучает документы, указанные в п. 5.1 и правила техники безопасности.

• 6.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре контроллеров (комплексов) проверяют маркировку, наличие необходимых надписей на наружных панелях, комплектность, состояние коммуникационных и энергетических линий связи (шин, кабелей), отсутствие механических повреждений.

Не допускают к дальнейшей поверке контроллеры (комплексы), у которых обнаружено неудовлетворительное крепление разъемов, грубые механические повреждения наружных частей, обугливание изоляции и прочие повреждения.

• 6.2 Проверка электрической прочности и сопротивления изоляции

Электрическую прочность и сопротивление изоляции проверяют в соответствии с ГОСТ 22261-94 и технической документацией на контроллер (комплекс).

• 6.3 Опробование

  • 6.3.1 Поверяемый контроллер (комплекс) и эталоны после включения в сеть прогревают в течение времени, указанного в эксплуатационной документации.

  • 6.3.2 Опробование контроллера (комплекса) проводят в соответствии с руководством по эксплуатации. Допускается совмещать опробование с процедурой проверки погрешности ИК.

• 6.4 Проверка погрешности ИК аналого-цифрового преобразования сигналов напряжения или силы постоянного тока, сопротивления и частоты в код

  • 6.4.1 Проверку погрешности ИК выполняют не менее, чем в 5 точках i, равномерно распределенных в пределах диапазона преобразования.

Примечания

1 Если в ИК используется аналого-цифровой преобразователь поразрядного уравновешивания без защиты от пропуска кодов, число проверяемых точек может быть увеличено в соответствии с МИ 1202-86.

2 Если однотипные ИК имеют параллельно- последовательную структуру (коммутатор - аналогоцифровой преобразователь), при наличии в ИК более двух входов допускается проводить проверку погрешности в 5 точках для двух входов (любых или, при наличии результатов предыдущей поверки, имевших наибольшие по абсолютной величине погрешности), а для остальных входов того же экземпляра ИК - в 3-х точках i = 1, 3, 5.

• 6.4.2 Проверку погрешности ИК, реализующих аналого-цифровое преобразование, выполняют одним из следующих способов:

- контроль погрешности ИК на соответствие нормированным в документации пределам по методике, изложенной в п. 6.4.2.1, если выполняются неравенства

Q < |A| < 5Q;

- определение погрешности ИК и сравнение с нормированными в документации пределами по методике, изложенной в п. 6.4.2.2, если выполняется неравенство

|A| > 5Q,

где Q - номинальная ступень квантования (единица наименьшего разряда), выраженная в единицах электрической величины, поступающей на вход поверяемого ИК;

A - предел допускаемой абсолютной погрешности поверяемого ИК, выраженный в единицах электрической величины, подаваемой на вход ИК.

• 6.4.2.1 Для каждой проверяемой точки i выполняют следующие операции:

- вычисляют значения контрольных сигналов по формулам

|Xk1i| = |Xi| - |Ai|; |Xk2i| = |Xi| + |Ai|,

где Xk1i, Xk2i - контрольные сигналы, выраженные в единицах электрической величины, подаваемой на вход ИК;

X_i - значение входного сигнала ИК в единицах электрической величины в i-й проверяемой точке;

A_i - предел допускаемой абсолютной погрешности поверяемого ИК в i-й проверяемой точке, выраженный в единицах электрической величины, поступающей на вход ИК.

• - устанавливают значение величины, подаваемой на вход поверяемого ИК, равным Xk1i;

• - наблюдают не менее 4-х отсчетов Yij(Xk1i), j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;

• - если хотя бы один из отсчетов Yij(Xk1i) (значение Yij выражают в единицах подаваемого входного сигнала) удовлетворяет неравенству |Yij(Xk1i)| > |Xi|, поверяемый ИК бракуют, т.к. погрешность в проверяемой точке превышает предел допускаемых значений.

В противном случае переходят к выполнению следующей операции:

• - устанавливают значение величины, подаваемой на вход проверяемого ИК, равным Xk2i;

• - наблюдают не менее 4-х отсчетов Yij(Xk2j), j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;

• - если хотя бы один из отсчетов Yij(Xk2i) (значение Yij выражают в единицах подаваемого входного сигнала) удовлетворяет неравенству |Yjj(X_k2i)| < |X_i|, поверяемый ИК бракуют.

В противном случае ИК признают годным.

• 6.4.2.2 Для каждой проверяемой точки i выполняют следующие операции:

• - устанавливают значение величины, подаваемой на вход поверяемого ИК, равным X_i;

- наблюдают не менее 4-х отсчетов Yij, j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;

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

Д_и = max {|Yij - Xi|},

где Yij выражено в единицах подаваемого входного сигнала;

• - если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство Д_с > |Д^, поверяемый ИК бракуют.

В противном случае ИК признают годным.

• 6.5 Проверка погрешности ИК преобразования сигналов термопар

  • 6.5.1 Требования раздела распространяют на проверку погрешности ИК, осуществляющих преобразование сигнала постоянного напряжения от термопары в значение кода, соответствующего температуре.

  • 6.5.2 При нормированных в отдельности пределах допускаемых погрешностей канала преобразования сигнала термопары и канала компенсации температуры холодного спая (Т_хс) термопары, проверку погрешности канала преобразования проводят в режиме Тхс=0 °С, в изложенной ниже последовательности:

• - выбирают проверяемые точки Xi (п. 6.4.1 настоящей рекомендации), равномерно распределенные по диапазону измеряемой величины (температуры) и записывают значения в °С;

• - находят для соответствующего типа термопар по таблицам ГОСТ Р 50431-92 значения термоэдс Ui в мВ для температур Xi.

Далее выполняют операции по п. 6.4.2.1 или п. 6.4.2.2.

• 6.5.3 Для проверки погрешности канала компенсации со встроенным термочувствительным преобразователем (термопреобразователем сопротивления) измеряют температуру Тхс вблизи места подключения холодных спаев термопар и сравнивают с показанием на выходе поверяемого канала. При отсутствии возможности считывать показание на выходе канала компенсации выполняют проверку суммарной погрешности каналов преобразования сигнала термопары и компенсации температуры холодного спая по п. 6.5.5, при этом норма на суммарную погрешность определяется как сумма нормированных погрешностей канала преобразования сигнала термопары и канала компенсации температуры холодного спая термопары.

• 6.5.4 Проверку погрешности канала компенсации без встроенного термочувствительного преобразователя (термопреобразователя сопротивления) выполняют по п. 6.6.2 в 3-х точках i=1, 3, 5. При отсутствии возможности считывать показание на выходе канала компенсации выполняют проверку суммарной погрешности каналов преобразования сигнала термопары и компенсации температуры холодного спая по п. 6.5.6.

• 6.5.5 При нормированном пределе допускаемой погрешности для канала преобразования сигнала термопары с учетом погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопары (со встроенным термочувствительным преобразователем) проверку погрешности проводят в изложенной ниже последовательности:

• - выбирают проверяемые точки Xi (п. 6.4.1 настоящей рекомендации), равномерно распределенные по диапазону измеряемой величины (температуры) и записывают значения в °С;

• - находят для соответствующего типа термопар по таблицам ГОСТ Р 50431-92 значения термоэдс Ui в мВ для температур Xi;

• - измеряют температуру Т_хс вблизи места подключения холодных спаев термопар испытуемого канала;

-находят но таблицам ГОСТ Р 50431-92 значение термоэдс U_xc, в мВ, соответствующей температуре холодного спая Тхс;

- для каждой проверяемой точки рассчитывают в мВ значения Х_i = (U_i - U_xc).

Далее выполняют операции по п. 6.4.2.1 или п. 6.4.2.2.

• 6.5.6 При нормированном пределе допускаемой погрешности для канала преобразования сигнала термопары с учетом погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопары (без встроенного термочувствительного преобразователя термопреобразователя сопротивления) проверку погрешности проводят для 3-х значений Тхс, равномерно распределенных по диапазону температур канала компенсации в изложенной ниже последовательности:

- выбирают следующие проверяемые точки X_i, (п. 6.4.1 настоящей рекомендации) по диапазону измеряемой величины (температуры): для первого значения Тхс1 - точки i = 1, 2, 4, для второго значения Тхс2 - точки i = 1, 2, 5, для третьего значения Тхс3 - точки i = 1, 3, 5, и записывают значения в °С;

- находят для соответствующего типа термопар по таблицам ГОСТ Р 50431-92 значения термоэдс U_i в мВ для температур X_i;

• - для соответствующего типа термопреобразователя сопротивления, с которым может работать канал компенсации, находят по таблицам ГОСТ 6651-94 значение сопротивления в Ом для температуры Тхс и подают это значение сопротивления магазином сопротивлений на вход канала компенсации - находят по таблицам ГОСТ Р 50431-92 значение термоэдс U_xc, в мВ, соответствующей температуре холодного спая Т_хс;

• - для каждой проверяемой точки рассчитывают в мВ значения X_i = (U_i - U_xc).

Далее выполняют операции по п. 6.4.2.1 или п. 6.4.2.2.

• 6.6  Проверка погрешности ИК преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления

  • 6.6.1 Требования раздела распространяют на проверку погрешности ИК, осуществляющих преобразование сопротивления термопреобразователей сопротивления в значение кода, соответствующего температуре.

  • 6.6.2 Проверку погрешности проводят в изложенной ниже последовательности:

• - выбирают проверяемые точки Xi (п. 6.4.1 настоящей рекомендации), равномерно распределенные по диапазону измеряемой величины (температуры) и записывают значения в °С;

• - находят для соответствующего типа термопреобразователей сопротивления по таблицам ГОСТ 6651-94 значения сопротивлений в Ом для температур Xi.

Далее выполняют операции по п. 6.4.2.1 или п. 6.4.2.2.

• 6.7 Проверка погрешности ИК цифро-аналогового преобразования кода в сигналы напряжения или силы постоянного тока

6.7.1. Проверку (определение) погрешности ИК выполняют не менее, чем в 5 точках i, равномерно распределенных в пределах диапазона преобразования при нагрузке, указанной в документации (номинальной, или, в случае нормированного диапазона, минимальной для выхода напряжения и максимальной для выхода тока).

• 6.7.2 Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

• - устанавливают входной код N соответствующий i-й проверяемой точке и измеряют значение выходного сигнала Y_i;

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

Д_и = Yi - Y(N),

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

• - если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство |Д,;| > IM поверяемый ИК бракуют.

В противном случае ИК признают годным.

• 6.8 Проверка погрешности ИК счета импульсов.

  • 6.8.1 Проверку (определение) погрешности ИК выполняют не менее, чем в 3 точках i, равномерно распределенных в пределах диапазона частоты следования импульсов (или для каждой фиксированной частоты, в случае нормированных в документации фиксированных частотах следования импульсов).

  • 6.8.2 Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

• - для каждой проверяемой точки вычисляют время счета импульсов t по формуле

t > N/f,

где N - количество импульсов (объем счетчика), относительно которого нормирована допускаемая погрешность ИК;

f - частота следования импульсов;

• - подают на вход поверяемого ИК последовательность импульсов от эталонного генератора, предусмотрев синхронизацию начала счета и запуска генератора, частота которого при необходимости контролируется частотомером, и фиксируют время начала счета и количество импульсов ИК и генератора в момент времени t_K;

• - в момент времени t_k = t + t_K фиксируют количество импульсов ИК и генератора;

- рассчитывают погрешность ИК.

ИК признают годным, если в каждой проверяемой точке рассчитанная погрешность ИК не превышает по абсолютной величине пределы допускаемой погрешности ИК, указанной в технической документации.

7.1 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке согласно ПР 50.2.006-94 "ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения" и ИК допускают к эксплуатации.

• 7.2 При отрицательных результатах поверки свидетельство о предыдущей поверке аннулируют и выдают извещение о непригодности ПР 50.2.006-94.