Методика поверки «ГСОЕИ. Измерители крутящего момента силы бесконтактные БИКМ М-106М» (253-1321-2019 МП)

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»

ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»

А.П. Шевцов

М- филиала ФГУП

И. Менделеева»

С. В Медведевских

г.

Директор

Государственная система обеспечения единства измерений

253-1321-2019 МП

Санкт-Петербург 2020 г.

Руководитель НИО А. А. Янковский

Заведующий лабораторией УНИИМ - филиал ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» Б. А. Черепанов

Заместитель руководителя НИО Д. Б. Пухов

ВВЕДЕНИЕ

• 1. ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 3 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 4 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 5. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

  • 5.1 Внешний осмотр, проверка комплектности и маркировки

  • 5.2 Подтверждение соответствия программного обеспечения

  • 5.3 Опробование

  • 5.4 Определение основной погрешности измерений крутящего момента силы.

Проверка верхнего предела диапазона измерений крутящего момента силы

• 5.5 Определение относительной погрешности измерений частоты вращения.

Проверка диапазона измерений частоты вращения

• 5.6 Определение основной погрешности преобразований текущего значения

крутящего момента силы в сигнал постоянного тока

• 5.7 Определение погрешности преобразований текущего значения частоты

вращения в сигнал постоянного тока

• 5.8 Проверка диапазона выходного сигнала силы постоянного тока при

преобразовании крутящего момента силы и частоты вращения

• 6. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ВВЕДЕНИЕ

• 1. Настоящая методика поверки распространяется на измерители крутящего момента силы бесконтактные БИКМ М-106М (далее по тексту - измеритель БИКМ М-106М) и устанавливает объём и порядок проведения поверки.

• 2. Методикой поверки предусмотрена возможность проведения поверки отдельных измерительных каналов (канала измерительного крутящего момента силы и канала измерительного частоты вращения) из состава средства измерений.

• 3. Перед началом работы необходимо ознакомиться с настоящей методикой, эксплуатационной документацией на измеритель БИКМ М-106М, техническим описанием средства измерений и оборудования, используемых при проведении поверки.

• 4. В тексте настоящей методики поверки использованы ссылки на следующие нормативные документы:

• - ГОСТ Р 8.736-2011 «ГСОЕИ. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения»;

• 5. В методике поверки приняты следующие сокращения:

• - МП - методика поверки;

• - ЭД - эксплуатационная документация;

• - измеритель БИКМ М-106М - измерители крутящего момента силы бесконтактные БИКМ М-106М;

• - установка тахометрическая - установка тахометрическая УТ05-60. Диапазон измерений от 10 до 60000 об/мин, бо(О,95) не более 0,05 %, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 6840-78;

• - эталон - государственный рабочий эталон 1-го разряда единицы крутящего момента силы в диапазоне значений от 1 до 300 кН м, диапазон воспроизведения крутящего момента силы от 1 до 300 кН м, относительная погрешность эталона 5о при доверительной вероятности 0,95 б_о(95)=0,1 %

установка - установка поверочная первого разряда, диапазон воспроизведения крутящего момента силы от 1 до 2-10⁴ Н м, относительная погрешность эталона бо при доверительной вероятности 0,95 Д_о(95)=0,1 %.

1. ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

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

Таблица 1 - Операции при проведении поверки

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

При проведении поверки должны применяться эталоны и средства измерений, указанные в таблице 2, имеющие действующие аттестаты и свидетельства о поверке с неистекшим сроком действия.

Таблица 2 - Перечень средств измерений

Допускается применение других средств измерений и эталонов, обеспечивающих требуемый запас точности (не менее1/3).

3 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 3.1 Во время подготовки к поверке и при её проведении необходимо соблюдать «Правила техники безопасности и производственной санитарии в электронной промышленности».

• 3.2 При проведении поверки необходимо соблюдать «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», требования, установленные ГОСТ 12.2.007.0 и специальные требования, изложенные в ЭД на поверяемый измеритель.

• 3.3 Сотрудники, проводящие поверку, должны изучить правила работы с поверяемым средством измерений и обладать соответствующей квалификацией для работы с эталонным и испытательным оборудованием.

4 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 4.1 При проведении поверки должны быть выполнены условия:

• - температура воздуха, °C                                       20±5

• - относительная влажность воздуха, не более                     80

• 4.2  При подготовке к поверке, средства поверки и вспомогательное оборудование должны быть подготовлены в соответствии с указаниями эксплуатационной документации.

• 4.3 Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• - проверка наличия поверочного оборудования и вспомогательных устройств (приспособлений), перечисленных в п.2;

• -  проверка наличия действующих свидетельств (отметок) о поверке используемых средств измерений и действующих аттестатов для эталонов;

подготовка измерителя БИКМ М-106М, средств измерений и вспомогательных устройств, входящих в состав поверочного оборудования, в соответствии с их эксплуатационной документацией.

5. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

• 5.1 Внешний осмотр, проверка комплектности и маркировки

• 5.1.1 При внешнем осмотре должно быть установлено:

• - отсутствие видимых внешних повреждений измерителя, влияющих на его эксплуатационные характеристики и внешний вид;

• -   отсутствие видимых повреждений соединительных фланцев, препятствующих их подсоединению к тракту передачи крутящего момента.

• 5.1.2  Проверка комплектности и маркировки выполняется визуально. Измеритель БИКМ М-106М, подлежащий поверке, должен быть полностью укомплектован, иметь чёткую маркировку и комплект ЭД.

Измеритель крутящего момента силы бесконтактный БИКМ М-106М считается прошедшим поверку по пункту 5.1, если его комплектность и маркировка соответствуют требованиям, приведённым в ЭД.

• 5.2 Подтверждение соответствия программного обеспечения

• 5.2.1 Подготовить измерителя БИКМ М-106М к работе в соответствии с ЭД.

• 5.2.2 Подать напряжение питания на блок обработки. На индикаторе высветятся идентификационные признаки ПО, а затем измеритель перейдёт в режим индикации крутящего момента. Идентификационные признаки ПО можно отобразить также нажатием кнопки «9», при этом на индикаторе высветятся номер версии и наименование ПО («ИКМ»).

• 5.2.3  Сравнить наименование и версию программного обеспечения, отображённую на индикаторе блока обработки с данными, приведёнными в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

Измеритель крутящего момента силы бесконтактный БИКМ М-106М считается прошедшим поверку по п. 5.2, если наименование и версия ПО соответствуют требованиям, приведённым в таблице 3.

• 5.3 Опробование

При проведении опробования должна быть установлена работоспособность измерителя БИКМ М-106М.

• 5.3.1 Подготовить измеритель БИКМ М-106М к работе в соответствии с ЭД.

• 5.3.2 Установить измеритель БИКМ М-106М на эталон (установку) и провести нагружение значением крутящего момента силы 0,5 Ме (М_е - верхний предел диапазона измерений поверяемого измерителя БИКМ М-106М). Выдержать измеритель БИКМ М-106М под нагрузкой в течении 40±10 секунд.

• 5.3.3 Проконтролировать выходной сигнал с измерителя БИКМ М-106М. Показания измерителя БИКМ М-106М под нагрузкой должны изменяться не более чем на 2 единицы младшего разряда.

Измеритель крутящего момента силы бесконтактный БИКМ М-106М считается прошедшим поверку по п. 5.3, если подтверждена его работоспособность.

• 5.4 Определение основной погрешности измерений крутящего момента силы. Проверка верхнего предела диапазона измерений крутящего момента силы

При определении основной погрешности измерений крутящего момента силы результат измерений считывается непосредственно с индикатора блока обработки измерителя БИКМ М-106М.

• 5.4.1 Установить измеритель БИКМ М-106М на эталон.

• 5.4.2 Подготовить измеритель БИКМ М-106М к работе в соответствии с его ЭД.

• 5.4.3 Провести измерение нулевого значения измерителя БИКМ М-106М (без нагружения). Полученный результат занести в таблицу 4.

• 5.4.4 Провести нагружение (прямой ход) измерителя БИКМ М-106М значениями крутящего момента силы от нуля до Ме (М_е - верхний предел диапазона измерений поверяемого измерителя БИКМ М-106М, при этом число точек нагружения должно быть не менее пяти. Затем провести разгружение (обратный ход) теми же значениями до нуля. Нагружения и разгружения проводить плавно (без ударов и рывков). Время измерения в каждой точке должно быть не менее 30 с. Перемены направления подходов к точкам нагружения не допускаются. В случае несоблюдения этого требования цикл повторяют. Количество циклов л - не менее трёх. В процессе нагружения и разгружения снимать показания текущего значения с индикатора блока обработки m_{k i} и и заносить в таблицу 4.

Таблица 4 - Результаты измерений крутящего момента силы

• 5.4.5 По результатам измерений определить среднее арифметическое значение результата измерений крутящего момента силы для прямого и обратного хода

1 п

к=1

1 п

k=l

Определить систематическую составляющую абсолютной погрешности из соотношения

(ш₁ + 7П,')

где Mj - заданное значение крутящего момента силы в i -ой точке нагружения.

Определить среднеквадратическое отклонение случайной составляющей абсолютной погрешности с учётом вариации показаний по формуле

- m,)² + Е;₌₁(тп'_м - m,')² ,

2-n- 1

• 5.4.6 Определить абсолютную погрешность измерений крутящего момента силы по формуле

Ai= 2 • S_si

где S_z - оценка суммарного среднеквадратического отклонения:

• 5.4.7 В зависимости от модификации измерителя, определить погрешность измерений крутящего момента силы как:

- приведённую к верхнему значению диапазона измерений

• - относительную погрешность измерений крутящего момента силы

5,- =    -100;

• - приведённую к половине верхнего значения диапазона измерений

• 5.4.8 Определить максимальное значение приведённой и относительной погрешности измерений крутящего момента силы:

у = max\Yi\

8 = 7nax|5J

• 5.4.9 За верхний предел измерений крутящего момента силы принять значение Me при условии, что погрешности измерений крутящего момента силы у и 6 не превышают значений, указанных в ЭД.

Измеритель крутящего момента силы бесконтактный БИКМ М-106М считается прошедшим поверку по пункту 5.4, если его погрешность и верхний предел измерений крутящего момента силы не превышают значений, указанных в ПС на измеритель.

• 5.5 Определение относительной погрешности измерений частоты вращения. Проверка диапазона измерений частоты вращения

При определении погрешности измерений частоты вращения результат измерений считывается непосредственно с индикатора блока обработки измерителя БИКМ М-106М.

• 5.5.1 Подготовить установку тахометрическую к работе.

• 5.5.2 Установить датчик частоты вращения измерителя так, чтобы зазор между его чувствительным элементом и зубом шестерни (или неодимовым магнитом) тахометрической установки был не более 1 мм (для неодимового магнита зазор 5±1 мм). Соединить датчик частоты вращения с блоком обработки измерителя БИКМ М-106М.

• 5.5.3 Задать ряд значений частоты вращения в диапазоне измерений от 10 до п_Е (и_Е - верхний предел диапазона измерений испытуемого измерителя, указанный в ЭД). В каждой точке фиксировать показания текущего значения частоты вращения с индикатора блока обработки N_ki и заносить в таблицу 5. Количество циклов три.

Таблица 5 - Результаты измерений частоты вращения

5.5.4 По результатам измерений определить среднее значение частоты вращения по формуле:

к=1

• 5.5.5 Определить относительную погрешность измерений частоты вращения для каждого заданного значения частоты вращения

5(М_г) = — - ^Пзад,‘) • 100

Пзад.д

где N_t - среднее значение частоты вращения i-ой точки;

^пза_Д.,п - заданное значение частоты вращения

• 5.5.6 Определить максимальное значение относительной погрешности измерений частоты вращений из соотношения:

5(/V) = тах|5(Л0|

• 5.5.7 При условии 5(/V) < 0,1 % диапазон измерений частоты вращения составляет от 10 об/мин до п_Е. (п_Е - верхний предел диапазона измерений испытуемого измерителя, указанный в ЭД).

Измеритель крутящего момента силы бесконтактный БИКМ М-106М считается прошедшим поверку по пункту 5.5, если относительная погрешность измерений частоты вращения не более 0,1 %.

5.6 Определение основной погрешности преобразований текущего значения крутящего момента силы в сигнал постоянного тока

При определении погрешности преобразований крутящего момента силы в сигнал постоянного тока к блоку обработки измерителя БИКМ М-106М необходимо последовательно через резистор сопротивлением 500±50 Ом мощностью не менее 0,5 Вт подключить мультиметр с диапазоном измерений силы постоянного тока до 100 мА, и пределами допускаемой основной относительной погрешности измерений силы постоянного тока ±3-1 О’⁴.

Допускается определять силу тока через напряжение, измеренное с помощью цифрового вольтметра на опорном сопротивлении R_on. При этом сила тока -                                        т ^и

оудет определятся из выражения / = — .

• 5.6.1 Установить измеритель БИКМ М-106М на эталон.

• 5.6.2 Подготовить измеритель БИКМ М-106М к работе в соответствии с его ЭД.

• 5.6.3 Провести измерение нулевого значения измерителя БИКМ М-106М (без нагружения). Полученный результат занести в таблицу 6.

• 5.6.4   Провести нагружение (прямой ход) измерителя БИКМ М-106М значениями крутящего момента силы от нуля до Ме(М_е - верхний предел диапазона измерений испытуемого измерителя), при этом число точек нагружения должно быть не менее пяти. Затем провести разгружение (обратный ход) теми же значениями до нуля. Нагружения и разгружения проводить плавно (без ударов и рывков). Время измерения в каждой точке должно быть не менее 30 с. Перемены направления подходов к точкам нагружения не допускаются. В случае несоблюдения этого требования цикл повторить. Количество циклов п - не менее трёх. В процессе нагружения и разгружения снимать показания текущего значения тока с мультиметра I_ki и Г_кЛ и заносить в таблицу 6.

Таблица 6 - Результаты измерений преобразований крутящего момента силы в сигнал постоянного тока

• 5.6.5 Вычислить номинальные значения выходного сигнала постоянного тока, соответствующие проверяемым точкам диапазона преобразований по формуле:

.            . .        ~ А) ,

^ном.1 ~        ~   + /₀

где /_в и /₀ - верхний и нижний пределы диапазона преобразования выходного сигнала, мА;

М_Е - верхний предел диапазона измерений испытуемого измерителя, Н м;

- заданное значение крутящего момента силы, Н м.

• 5.6.6 По результатам измерений определить среднее арифметическое значение постоянного тока для прямого и обратного хода

п

Л =

к=1 п

к=1

Определить систематическую составляющую абсолютной погрешности из соотношения

где /_{ном t} — номинальные значения постоянного тока в i -ой точке нагружения. Определить среднеквадратическое отклонение результата измерений с учётом вариации показаний по формуле

• 5.6.7 Определить абсолютную погрешность преобразований крутящего момента силы в сигнал постоянного тока по формуле

д'= 2-S_w

где S_z - оценка суммарного среднеквадратического отклонения:

• 5.6.8 В зависимости от модификации измерителя, определить погрешность преобразований крутящего момента силы как:

• - приведённую к верхнему значению диапазона преобразований

у/ = -!- ■ 100 'в

• - относительную погрешность преобразований крутящего момента силы

<5' =     100;

• - приведённую к половине верхнего значения диапазона измерений

• 5.6.9 Определить максимальное значение приведённой и относительной погрешности преобразований крутящего момента силы в сигнал постоянного тока:

у¹ = тах|у/|

6' = max 16-\

Измеритель крутящего момента силы бесконтактный БИКМ М-106М считается прошедшим поверку по пункту 5.6, если погрешность преобразований крутящего момента силы в сигнал постоянного тока, не превышает значений, указанных в ПС на измеритель.

• 5.7 Определение погрешности преобразований текущего значения частоты вращения в сигнал постоянного тока

При определении погрешности преобразований частоты вращения в сигнал постоянного тока к блоку обработки измерителя БИКМ М-106М необходимо последовательно через резистор сопротивлением 500±50 Ом мощностью не менее 0,5 Вт подключить мультиметр с диапазоном измерений силы постоянного тока до 100 мА, и пределами допускаемой основной относительной погрешности измерений силы постоянного тока ±25-1 О*⁶.

• 5.7.1 Подготовить установку тахометрическую к работе.

• 5.7.2 Установить датчик частоты вращения измерителя так, чтобы зазор между его чувствительным элементом и зубом шестерни (или неодимовым магнитом) тахометрической установки был не более 1 мм (для неодимового магнита зазор 5±1 мм). Соединить датчик частоты вращения с блоком обработки измерителя БИКМ М-106М.

• 5.7.3 Задать ряд значений частоты вращения в диапазоне измерений от 10 до п_Е (п_Е - верхний предел диапазона измерений испытуемого измерителя, указанный в ЭД). В каждой точке регистрировать показания текущего значения тока с мультиметра I_ki. и заносить в таблицу 7.

Таблица 7 - Результаты преобразований частоты вращения в сигнал постоянного тока

• 5.7.4 Вычислить номинальные значения выходного сигнала силы постоянного тока, соответствующие проверяемым точкам:

I -     J*'¹* I

'номд ~ ^зад.1 „    ⁺ 'О

П_Е

где /_в и /₀ - верхний и нижний пределы диапазона преобразований выходного сигнала, мА;

п_Е - верхний предел диапазона измерений испытуемого измерителя, об/мин; п₃ад.1 - заданное значение частоты вращения, об/мин.

• 5.7.5 Для каждого заданного значения частоты вращения определить погрешность преобразований, приведённую к верхнему значению диапазона выходного сигнала силы постоянного тока

М) = ^(А,~ ^/h7^]-ioo

в ” 'О

где /_f - значение выходного сигнала в i-ой точке;

• 5.7.6  Определить максимальное значение приведённой погрешности преобразований частоты вращения из соотношения:

y'W = max\Y(Ni)\

Измеритель крутящего момента силы бесконтактный БИКМ М-106М считается прошедшим поверку по пункту 5.7, если погрешность преобразования частоты вращения в сигнал постоянного тока, приведённая к верхнему пределу, не более 0,1 %.

• 5.8 Проверка диапазона выходного сигнала силы постоянного тока при преобразовании крутящего момента силы и частоты вращения

При выполнении требований пунктов 5.6 и 5.7 за диапазон выходного сигнала силы постоянного тока при преобразовании крутящего момента силы и частоты вращения принять диапазон от 4 до 20 мА.

Измеритель крутящего момента силы бесконтактный БИКМ М-106М считается прошедшим испытания по пункту 5.8, если диапазон выходного сигнала силы постоянного тока при преобразовании крутящего момента силы и частоты вращения составляет от 4 до 20 мА.

6. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 6.1 При положительных результатах поверки, проведённой в соответствии с настоящей методикой, оформляется протокол поверки и выдаётся свидетельство о поверке. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 6.2 При отрицательных результатах поверки измеритель БИКМ М-106М к применению не допускается и на него оформляется извещение о непригодности.

(рекомендуемое)

Измеритель крутящего момента силы бесконтактный БИКМ М-106М

Обозначение: БИКМ М-106М  , зав.№.................................................

Владелец:...........................................................................

Условия поверки:

Температура окружающего воздуха..............°C.

Относительная влажность воздуха...............%.

Результаты поверки

• 1 Внешний осмотр:..............................................................................

• 2 Проверка комплектности.....................................................................

• 3 Подтверждение соответствия программного обеспечения

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Вывод

4 Опробование Вывод

5 Определение основной погрешности измерений крутящего момента силы Таблица 2 - Результаты измерений крутящего момента силы

Y¹ = тах\у-

8' = тах\8[

Вывод

6 Определение погрешности преобразований текущего значения частоты вращения в сигнал постоянного тока

Таблица 3 - Результаты измерений

Y^lW = max|y(/Vi)|=

Вывод

5 Заключение:............................для эксплуатации

годен / не годен

Дата поверки «......».........................20.....г.

Поверитель............................ .................................

Подпись                     Расшифровка подписи

16