Методика поверки «ГСОЕИ. Гидрофон Reson TC 4034-3» (406231.002 МП)

СОГЛАСОВАНО

Первый заместитель генерального директора - заместитель по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ»

А.Н. Щипунов 2021 г.

Методика поверки

НРСТ.406231.002 МП

2021 г.

• 1  Общие положения

• 2  Перечень операций поверки

• 3  Метрологические и технические требования к средствам поверки

• 4  Требования к специалистам, осуществляющим поверку

• 5  Требования по обеспечению безопасности проведения поверки

• 6  Требования к условиям проведения поверки

• 7  Внешний осмотр

• 8  Подготовка к поверке и опробование

• 9  Определение метрологических характеристик

• 10 Оформление результатов поверки

• 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на гидрофон Reson ТС 4034-3, зав. №3119063 (далее - гидрофон), изготовленный фирмой «Teledyne Reson А/S», Дания, и устанавливает порядок проведения его первичной и периодической поверок.

• 1.2 Интервал между поверками - один год.

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

Таблица 1 - Операции поверки

• 2.2 При получении отрицательных результатов при выполнении любой из операций, указанных в таблице 1, поверка прекращается и гидрофон бракуется.

• 2.3 Не допускается проведение поверки на меньшем числе третьоктавных частот рабочего диапазона гидрофона.

• 3.1 При поверке должны быть применены средства, указанные в таблице 2.

• 3.2 Все средства поверки должны быть исправны, применяемые средства измерений должны быть поверены и иметь свидетельства о поверке с не истёкшим сроком действия на время проведения поверки.

Таблица 2 - Средства поверки

• 3.3 Допускается применение других средств измерений, удовлетворяющих требованиям настоящей методики и обеспечивающих измерение соответствующих параметров с требуемой точностью.

• 3.4 Вспомогательные материалы, необходимые для проведения поверки, и нормы их расхода на одну поверку, указаны в таблице 3.

Таблица 3 - Вспомогательные материалы

• 4.1 К проведению поверки допускаются лица, ежегодно проходящие проверку знаний по технике безопасности и аттестованные в качестве поверителей в области гидроакустических измерений.

• 5.1 При выполнении операций поверки должны быть соблюдены все требования техники безопасности, регламентированные ГОСТ 12.1.019-2009, ГОСТ 12.1.038-82, ГОСТ 12.3.019-80, ГОСТ 12.1.030-2010, действующими «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», а также всеми действующими местными инструкциями по технике безопасности.

• 5.2 При проведении поверки должны быть выполнены все требования безопасности, указанные в эксплуатационной документации (далее - ЭД) на гидрофон и средства поверки.

• 6.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• -  температура окружающего воздуха (20 ± 5) °C;

• -  относительная влажность окружающего воздуха не более 80 %;

• -  атмосферное давление от 84 до 106 кПа (от 630 до 795 мм рт. ст.).

• 6.2 Поверку гидрофона на эталоне по п.п. 9.1-9.5 проводить в пресной воде.

• 7.1 При внешнем осмотре гидрофона необходимо установить:

• -  отсутствие механических повреждений;

• -  чистоту контактов соединительной вилки;

• -  удовлетворительное состояние кабеля;

• -  чёткость нанесения типа и заводского номера гидрофона.

• 7.2 Результаты поверки считать положительными, если гидрофон удовлетворяет требованиям п. 7.1. В противном случае результаты поверки считать отрицательными и последующие операции поверки не проводить.

• 8.1 Подготовка к поверке

  • 8.1.1 Перед проведением поверки поверитель должен:

• -  изучить документ НРСТ.406231.002 РЭ «Гидрофон ТС 4034-3. Руководство по эксплуатации»;

• -  проверить исправность соединительных кабелей;

• -  подготовить средства поверки и вспомогательное оборудование к работе в соответствии с их ЭД;

- в случае периодической поверки убедиться в наличии свидетельства о предыдущей поверке гидрофона.

• 8.1.2 Перед началом поверки гидрофон должен находиться в воде в течение не менее 12 ч.

• 8.1.3 Непосредственно перед поверкой гидрофон должен быть обезжирен мыльным раствором.

• 8.1.4 При проведении операций по п. 9.2-9.5 ориентировать гидрофон опорным направлением на излучатель. За опорное направление принять выгравированный на корпусе заводской номер гидрофона.

• 8.1.5 Используемые средства поверки должны быть заземлены.

• 8.1.6 Поверяемый гидрофон и используемые средства поверки необходимо выдержать во включённом состоянии не менее 20 мин перед проведением поверки.

• 8.2 Опробование

  • 8.2.1 При опробовании гидрофона необходимо подключить его BNC-вилку к осциллографу. Создать воздействие на чувствительный элемент гидрофона путём лёгкого постукивания карандашом.

  • 8.2.2 Результаты поверки считать положительными, если при воздействии на чувствительный элемент гидрофона лёгким постукиванием карандашом гидрофон отвечает на это воздействие - на экране осциллографа появляется переменный сигнал.

• 9.1 Определение уровня чувствительности по напряжению на опорной частоте 250 Гц

  • 9.1.1 Определение уровня чувствительности гидрофона на опорной частоте проводить с помощью эталона.

  • 9.1.2 Измерение чувствительности гидрофона по напряжению на опорной частоте 250 Гц проводить в соответствии с руководством по эксплуатации эталона, при этом число наблюдений п должно быть не менее 4.

  • 9.1.3 Вычислить значение чувствительности М_ср в [мкВ/Па] как среднее арифметическое значение по формуле (1):

    

(1)

1=1

• 9.1.4 Вычислить уровень чувствительности на опорной частоте в [дБ] относительно

1 B/мкПа по формуле (2):

• 9.1.5 Результаты поверки считать положительными, если уровень чувствительности по напряжению на опорной частоте 250 Гц находится в пределах от минус 224 до минус 218 дБ относительно 1 В/мкПа.

• 9.2 Определение неравномерности частотной характеристики чувствительности в рабочем диапазоне частот относительно опорной частоты

  • 9.2.1 Определение неравномерности частотной характеристики чувствительности гидрофона относительно опорной частоты в рабочем диапазоне частот от 1 Гц до 470 кГц проводить с помощью эталона.

  • 9.2.2 Измерение чувствительности гидрофона проводить на частотах третьоктавного ряда его рабочего диапазона в соответствии с руководством по эксплуатации эталона, при этом число наблюдений на каждой частоте и должно быть не менее 4.

  • 9.2.3 На каждой частоте f вычислить среднее арифметическое значение чувствительности М (/)ср ^в [мкВ/Па] по формуле (3):

п

• 9.2.4 Для каждой частоты f вычислить относительное среднее квадратическое отклонение (далее - СКО) оценки результата измерений чувствительности по формуле (4):

⁰ J      п(п-1)      М(/)ср'

• 9.2.5 На каждой частоте f вычислить уровень чувствительности в [дБ] относительно 1 B/мкПа по формуле (5):

М(Л = 201д(М (Л_ср10~¹²),                     (5)

определить в рабочем диапазоне частот максимальный М_тах и M_min минимальный уровни чувствительности в [дБ] относительно 1 В/мкПа.

• 9.2.6 Определить отклонение 0_Х максимального уровня чувствительности от номинального уровня чувствительности (неравномерность частотной характеристики для максимального уровня чувствительности) по формуле (6):

®1 ⁼ М_тах ~ М_ном,                           (6)

где М_ном - уровень чувствительности на опорной частоте в [дБ] относительно 1 B/мкПа, определённый в п. 9.1; М_тах - максимальный уровень чувствительности в [дБ] относительно 1 B/мкПа, определённый в п. 9.2.5.

• 9.2.7 Определить отклонение 0₂ минимального уровня чувствительности от уровня чувствительности на опорной частоте (неравномерность частотной характеристики для минимального уровня чувствительности) по формуле (7):

02 = ^min - М_ном,                            (7)

где M_min - минимальный уровень чувствительности в [дБ] относительно 1 B/мкПа, определённый в п. 9.2.5.

• 9.2.8 Результаты поверки считать положительными, если:

• - в рабочем диапазоне частот от 1 Гц до 250 кГц: <2 дБ, 0₂ — ^—4 ДБ;

• - в рабочем диапазоне частот от 1 Гц до 470 кГц: 0_Х < 5 дБ, 0₂ > —12 дБ;

• - СКО результата измерений чувствительности на каждой частоте не превышает 2,0 %.

• 9.3 Определение неравномерности диаграммы направленности в горизонтальной плоскости на частоте 100 кГц

  • 9.3.1 Определение неравномерности диаграммы направленности гидрофона проводить с помощью эталона.

  • 9.3.2 Выполнить измерение диаграммы направленности в горизонтальной плоскости на частоте 100 кГц в рабочем угловом секторе ± 180° относительного опорного направления в соответствии с руководством по эксплуатации эталона.

  • 9.3.3 Результаты поверки считать положительными, если значение неравномерности диаграммы направленности в горизонтальной плоскости в рабочем угловом секторе ± 180° относительно опорного направления на частоте 100 кГц находится в пределах ± 2,0 дБ.

• 9.4 Определение неравномерности диаграммы направленности в вертикальной плоскости на частоте 300 кГц

  • 9.4.1 Определение неравномерности диаграммы направленности гидрофона проводить с помощью эталона.

  • 9.4.2 Сориентировать гидрофон опорным направлением, совпадающим с осью симметрии гидрофона, на излучатель.

  • 9.4.3 Выполнить измерение диаграммы направленности в вертикальной плоскости на частоте 300 кГц в рабочем угловом секторе ± 135° относительно опорного направления в соответствии с руководством по эксплуатации эталона.

  • 9.4.4 Результаты поверки считать положительными, если значение неравномерности диаграммы направленности в вертикальной плоскости в рабочем угловом секторе ± 135° относительно опорного направления на частоте 300 кГц находится в пределах ± 3,0 дБ.

• 9.5 Определение уровня чувствительности на излучение по напряжению на частоте 100 кГц

  • 9.5.1 Определение уровня чувствительности гидрофона на излучение проводить с помощью эталона.

  • 9.5.2 Выполнить измерение чувствительности на излучение £(/) на частоте 100 кГц в соответствии с руководством по эксплуатации эталона, подключив гидрофон как обратимый преобразователь, при этом число наблюдений п должно быть не менее 4.

  • 9.5.3 Вычислить среднее арифметическое значение чувствительности S(f")_ср в [мкПа/В] по формуле (8):

п

S(f)cp = ^S(f)t.                            (8)

i=l

• 9.5.4 Вычислить уровень чувствительности на излучение по напряжению в [дБ] относительно 1 мкПа/B по формуле (9):

5 = 20/_fl($(/)_cp).                                    (9)

• 9.5.5 Результаты поверки считать положительными, если значение уровня чувствительности гидрофона на излучение на 1 м находится в пределах от 116 до 122 дБ относительно 1 мкПа/В.

• 9.6 Определение долговременной нестабильности уровня чувствительности

  • 9.6.1 Нестабильность уровня чувствительности гидрофона за интервал между поверками определять после очередной периодической поверки.

  • 9.6.2 Нестабильность уровня чувствительности 0_Т(/) в [дБ] определять на каждой частоте f, заданной в п. 9.2, по формуле (10):

0т(П =                                      (10)

где M₀(f) и M_T^f) - уровни чувствительности на частоте /, полученные при предыдущей и при текущей поверках, соответственно.

• 9.6.3 Результаты поверки считать положительными, если долговременная нестабильность уровня чувствительности гидрофона на каждой частоте за интервал между поверками не превышает 1,0 дБ.

• 9.7 Определение электрической ёмкости

  • 9.7.1 Определение электрической ёмкости выполнять между контактами вилки типа BNC кабеля гидрофона с помощью измерителя иммитанса.

  • 9.7.2 Результаты поверки считать положительными, если значение электрической ёмкости гидрофона с кабелем 20 м составляет не менее 3,5 нФ.

• 9.8 Определение относительной погрешности уровня чувствительности гидрофона при доверительной вероятности 0,95

  • 9.8.1 Определение относительной погрешности при доверительной вероятности 0,95 выполнять при первичной поверке гидрофона в соответствии с ГОСТ Р 8.736-2011 «ГСИ. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения».

  • 9.8.2 Относительную погрешность уровня чувствительности гидрофона (без учёта знака) вычислить по формуле (11):

8 = К S_z,                             (И)

где - суммарное среднее квадратическое отклонение оценки результата измерения чувствительности, К - коэффициент, зависящий от соотношения случайной составляющей погрешности и неисключённой систематической погрешности (далее - НСП) эталона.

• 9.8.3 Значения и К вычислить по формулам (12) и (13), соответственно:

„ _        + ®Э

So + Se '

Sx = Jsi+Si,

где t(_n-i,p) - квантиль распределения Стъюдента при (и — 1) степени свободы и доверительной вероятности Р; S_o - относительное среднее квадратическое отклонение оценки результата измерений, определённое по формуле (4); 0_Э - доверительная относительная погрешность эталона, применяемого при первичной поверке; п - число независимых измерений.

• 9.8.4 Среднее квадратическое отклонение НСП эталона S_Q вычислить по формуле (14):

где к - коэффициент, определяемый принятой доверительной вероятностью Р = 0,95.

• 9.8.5 Результаты поверки считать положительными, если полученные значения относительной погрешности уровня чувствительности гидрофона при доверительной вероятности 0,95 находятся в доверительных границах ± 1,5 дБ.

• 10.1 Результаты поверки гидрофона оформить в виде протокола произвольной формы.

• 10.2 Результаты поверки гидрофона подтверждаются сведениями о результатах поверки средств измерений, включёнными в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

• 10.3 При положительных результатах поверки по заявлению владельца гидрофона или лица, предъявившего его на поверку, выдаётся свидетельство о поверке средства измерений, в паспорт гидрофона вносится запись о проведенной поверке, заверяемая подписью поверителя и знаком поверки, с указанием даты поверки.

• 10.4 При отрицательных результатах поверки гидрофон признают непригодным к применению, и, по заявлению владельца гидрофона или лица, предъявившего его на поверку, выписывается извещение о непригодности к применению средства измерений.

Начальник НИО-5 ФГУП «ВНИИФТРИ»

Начальник лаборатории 511

ФГУП «ВНИИФТРИ»