Методика поверки «ГСОЕИ. Агрометеостанции автоматические АМК-02» (МП 2540-0098-2021)

Федеральное государственное унитарное предприятие

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

СОГЛАСОВАНО

Пронин

февраля 2021 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Агрометеостанции автоматические АМК-02

Методика поверки

МП 2540-0098-2021

И.о. руководителя научно-исследовательской лаборатории госэталонов в области аэрогидрофизичрских параметров _______А.Ю. Левин

Инженер 1 категории научно-исследовательской лаборатории госэталонов в области

Санкт-Петербург 2021 г.

1. Общие положения

Настоящая методика поверки распространяется на агрометеостанции автоматические АМК-02 (далее - станции АМК-02), предназначенные для автоматических измерений метеорологических параметров: температуры и относительной влажности воздуха, температуры и влажности почвы, скорости и направления воздушного потока, атмосферного давления, количества осадков, энергетической освещенности, и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверки.

Методикой поверки должна обеспечиваться прослеживаемость станций АМК-02 к государственным первичным эталонам единицы температуры в диапазоне от 0 до 3200 °C ГЭТ 34-2020, единицы температуры-кельвина в диапазоне от 0,3 К до 273,16 К ГЭТ 35-2021, единицы давления для области абсолютного давления в диапазоне lxlO'¹ + 7*10^? Па ГЭТ 101-2011, единицы скорости воздушного потока ГЭТ 150-2012, единиц относительной влажности газов, молярной (объемной) доли влаги, температуры точки росы/инея, температуры конденсации углеводородов ГЭТ 151-2020. единицы массы (килограмма) ГЭТ 3-2020, единиц спектральной плотности энергетической яркости и относительного спектрального распределения мощности излучения в диапазоне длин волн от 0,3 до 25,0 мкм ГПСЭ 179-2010.

Методы, обеспечивающие реализацию методики поверки:

• - непосредственное сличение - при проверке температуры и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, скорости и направления воздушного потока, температуры и влажности почвы;

• - косвенные измерения - при проверке количества атмосферных осадков, энергетической освещенности.

Методикой поверки предусмотрена поверка отдельных измерительных каналов, так как измерительные каналы являются полностью независимыми. Информация о объемах проведенной поверки заносится в установленном законодательством РФ порядке.

2. Перечень операций поверки средства измерений Таблица 1

При отрицательных результатах одной из операций поверка прекращается.

• 3. Требования к условиям проведения поверки

При поверке допускается соблюдать следующие требования:

• - температура воздуха, °C                                 от +15 до +35;

• - относительная влажность воздуха, %                    от 30 до 80;

• - атмосферное давление, гПа                             от 950 до 1050.

• 4. Требования к специалистам, осуществляющим поверку.

  • 4.1. К проведению поверки допускаются лица, аттестованные в качестве поверителей, изучившие настоящую методику и эксплуатационную документацию (далее ЭД), прилагаемую к станции АМК-02.

5. Метрологические и технические требования к средствам поверки Таблица 2

действующие свидетельства об аттестации.

• 5.2. Допускается применение аналогичных средств поверки обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых станций АМК-02 с требуемой точностью.

• 6. Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

-требования безопасности по ГОСТ 12.3.019;

-требования безопасности, изложенные в эксплуатационной документации.

- в целях обеспечения безопасности работ и возможности выполнения процедур поверки достаточно одного специалиста.

• 7. Внешний осмотр средства измерений

  • 7.1.   Станция АМК-02 не должна иметь механических повреждений или иных дефектов, влияющих на качество его работы.

  • 7.2.   Соединения в разъемах питания станции АМК-02 должны быть надежными.

  • 7.3.   Маркировка станции АМК-02 должна быть целой, четкой, хорошо читаемой.

  • 7.4.   Результаты внешнего осмотра считают положительными, если станция АМК-02 не имеет повреждений или иных дефектов, маркировка целая, соединения в разъемах питания станции АМК-02 надежные.

• 8. Подготовка к поверке и опробование средства измерений

  • 8.1.   Проверить комплектность станции АМК-02.

  • 8.2.   Проверить электропитание станции АМК-02.

  • 8.3.   Подготовить к работе и включить станцию АМК-02 согласно ЭД.

  • 8.4.   Опробование

    • 8.4.1. Включите станцию АМК-02 и установите связь с ПК.

    • 8.4.2. Убедитесь, что измерительная информация поступает со всех ИК (в зависимости от модификации) и передается на отображающее устройство, сообщения о ошибках - отсутствуют.

• 9. Проверка программного обеспечения средства измерений.

  • 9.1.   Идентификация встроенного ПО «Minimax Agro AMK» осуществляется путем проверки номера версии ПО следующим образом:

• - необходимо подсоединить кабель USB-RS232 к центральному устройству на интерфейс RS232;

• - установить связь по средством терминальной программы типа HyperTerminal согласно ЭД;

• - считать номер версии встроенного программного обеспечения в первом сообщении сразу после включения станции АМК-02.

• 9.2.   Результаты идентификации программного обеспечения считают положительными если номер версии встроенного ПО «Minimax Agro AMK» не ниже 1.0.

• 10. Определение метрологических характеристик:

  • 10.1.  Поверка станции АМК-02 по каналу измерений температуры воздуха в следующем порядке:

    • 10.1.1.  Подготовьте к работе и включите станцию АМК-02, климатическую камеру, термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 (далее - эталонный термометр) и измеритель температуры многоканальный прецизионный МИТ 8 модификации МИТ 8.15 в соответствии с ЭД.

    • 10.1.2.  Поместите комбинированный датчик станции АМК-02 и эталонный термометр в климатическую камеру таким образом, чтобы чувствительный элемент ИК температуры воздуха располагался как можно ближе к чувствительному элементу эталонного термометра.

    • 10.1.3.  Задавайте значения температуры в климатической камере в пяти точках равномерно распределённых по диапазону измерений.

    • 10.1.4.  На каждом заданном значении фиксируйте значения, измеренные станцией АМК-02, t_B изм1 и значения эталонные, W

    • 10.1.5.  Вычислите абсолютною погрешность станции АМК-02 по каналу измерений температуры воздуха по формуле:

A — t_{B H3M}j — t_3Tj

• 10.1.6.  Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность по каналу измерений температуры воздуха во всех выбранных точках не превышает:

At_B <±0,2 °C

• 10.2.  Поверка станции АМК-02 по каналу измерений относительной влажности воздуха выполняется в следующем порядке:

  • 10.2.1.  Подготовьте к работе гигрометр Rotronic в соответствии с ЭД.

  • 10.2.2.  Поместите комбинированный датчик станции АМК-02 и гигрометр Rotronic в климатическую камеру таким образом, чтобы чувствительный элемент ИК относительной влажности воздуха располагался как можно ближе к чувствительному элементу гигрометра Rotronic.

  • 10.2.3.  Задавайте значения относительной влажности воздуха в климатической камере в пяти точках равномерно распределённых по диапазону измерений. Выдерживайте в точке чувствительный элемент ИК относительной влажности воздуха станции АМК-02 и гигрометр Rotronic в течение 2 часов.

  • 10.2.4.  На каждом заданном значении фиксируйте значения, измеренные станцией АМК-02, (ризм1 и значения эталонные, ф_э-п измеренные гигрометром Rotronic.

  • 10.2.5.  Вычислите абсолютною погрешность станции АМК-02 по каналу измерений относительной влажности воздуха по формуле:

Дф = ф . - ф .

• 10.2.6.  Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность по каналу измерений относительной влажности воздуха во всех выбранных точках не превышает:

Дф < ±5 %

• 10.3.  Поверка станции АМК-02 по каналу измерений скорости воздушного потока.

  • 10.3.1.  Разместите комбинированный датчик таким образом, чтобы чувствительный элемент скорости воздушного потока находился в рабочей зоне аэродинамической измерительной установки.

  • 10.3.2.  Задайте значения скорости воздушного потока, V_3Ti, в рабочей зоне аэродинамической измерительной установки в пяти точках равномерно распределённых по всему диапазону измерений.

  • 10.3.3.  На каждом заданном значении фиксируйте значения, измеренные станцией АМК-02, V„₃Mi.

  • 10.3.4.  Вычислите абсолютною погрешность по каналу измерений скорости воздушного потока по формуле:

AV = V_H3Mi-V_3Ti

• 10.3.5.  Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность станции АМК-02 по каналу измерений скорости воздушного потока во всех выбранных точках не превышает:

Av < ±0,5 м/с в диапазоне от 0,5 до 5 м/с включ., Av < ±(0,5 ±0,05- Vjri) м/с в диапазоне св. 5 до 60 м/с

• 10.4.  Поверка станции АМК-02 по каналу измерений направления воздушного потока

  • 10.4.1.  Закрепите комбинированный датчик на лимбе из состава КПП-4 в рабочем участке аэродинамической измерительной установки таким образом, чтобы показания лимба и станции АМК-02 соответствовали значению (0±1) градус.

  • 10.4.2.  Последовательно задайте значения направления воздушного потока, Ьэп, при помощи лимба в пяти точках равномерно распределённых по всему диапазону измерений при скорости воздушного потока 1 м/с.

  • 10.4.3.  Повторите пункт 10.4.2, задавая скорость воздушного потока 30 м/с.

  • 10.4.4.  На каждом заданном значении фиксируйте значения, измеренные станцией АМК-02, h_H3Mi.

  • 10.4.5.  Вычислите абсолютною погрешность по каналу измерений направления воздушного потока по формуле:

Ah — h_H3Mj hyrj

• 10.4.6.  Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность станции АМК-02 по каналу измерений направления воздушного потока во всех выбранных точках не превышает:

Ah<±3°

• 10.5.  Поверка станции АМК-02 по каналу измерений атмосферного давления

  • 10.5.1.  Подготовьте к работе барометр образцовый переносной БОП-1М-2 (далее -эталонный барометр) в соответствии с ЭД

  • 10.5.2.  Поместите комбинированный датчик станции АМК-02 и эталонный барометр в барокамеру.

  • 10.5.3.  Задавайте значения атмосферного давления в барокамере в пяти точках равномерно распределённых по диапазону измерений.

  • 10.5.4.  На каждом заданном значении фиксируйте значения, измеренные станцией АМК-02, P_H3Mi и значения эталонные, P_3Ti измеренные эталонным барометром

  • 10.5.5.  Вычислите абсолютною погрешность станции АМК-02 по каналу измерений атмосферного давления воздуха по формуле:

АР = Р • - Р •

^Г ИЗ Ml ¹ ЭТ1

• 10.5.6.  Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность по каналу измерений атмосферного давления во всех выбранных точках не превышает:

ДР <±0,5 гПа

• 10.6. Поверка станции АМК-02 по каналу измерений количества атмосферных осадков:

  • 10.6.1.  Закрепите комбинированный датчик параллельно земле согласно пузырьковому уровню.

  • 10.6.2.  При помощи штангенциркуля ШЦ-1 проведите измерение диаметра приемного отверстия d, мм.

  • 10.6.3.  Рассчитайте площадь приемного отверстия S, мм², по формуле:

тт • d²

• 10.6.4.  При помощи цилиндров «Klin» 2 класса точности наполняйте приемное отверстие датчика объем воды дистиллированной по ГОСТ 6709-72, V_3T, объемом 20, 150, 500, 1000, 2000 мл. Наполнение производите медленно, равномерно, не допуская переполнения.

• 10.6.5.  Фиксируйте значения станции АМК-02 по каналу измерений количества осадков Мизм.

• 10.6.6.  Вычислите абсолютную погрешность станции АМК-02 по каналу измерений количества осадков ДМ по формуле:

ДМ = Мизм - Мэт

V3T

где М_эт = — -эталонное количество осадков, мм;

Уэт -значение объема воды в мм³.

• 10.6.7.  Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность по каналу измерений количества осадков во всех выбранных точках не превышает:

ДМ < ±(0,3+0,05-М_эт) мм

• 10.7.  Поверка станции АМК-02 по каналу измерений энергетической освещенности выполняется в следующем порядке

  • 10.7.1.  Подготовьте к работе и включите установку ПО-4 в соответствии с ЭД.

  • 10.7.2.  Задайте значения энергетической освещенности в трех точках равномерно распределенных по диапазону измерений. На каждом заданном значении выждите не менее 30 мин для прогрева лампы.

  • 10.7.3.  Установите эталонный пиранометр нормально к направлению светового потока, выдержите его освещенным не менее 2 минут, затем затените экраном. Снимите экран и не менее, чем через 2 минуты, снимите три отсчета U₃i, из которых вычислите среднее значение U₃.

  • 10.7.4.  Установите чувствительный элемент ИК энергетической освещенности нормально к оптической оси установки таким образом, чтобы центр его приемной поверхности располагался в той же точке пространства, что и эталонного. Выдержите его освещенным не менее 10 мин, затем затените экраном. Снимите экран и не менее чем через 10 мин, снимите 3 отсчета Uni, из которых вычисляют среднее значение й_ИЗм.

  • 10.7.5.  Вычислите относительную погрешность станции АМК-02 5U, по каналу измерений энергетической освещённости по формуле:

61/ = ^(7изм-~ "^зт х 100 %

• 10.7.6.  Результаты считаются положительными, если относительная погрешность по каналу измерений энергетической освещенности всех выбранных точках не превышает:

51/<±15%.

• 10.8.  Поверка станции АМК-02 по каналу измерений температуры почвы выполняется в следующем порядке:

  • 10.8.1.  Подготовьте к работе и включите станцию АМК-02, термостат жидкостный 7060, термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 и измеритель температуры многоканальный прецизионный МИТ 8 модификации МИТ 8.15 в соответствии с ЭД.

  • 10.8.2.  Поместите датчик температуры и влажности почвы и эталонный термометр в термостат жидкостный 7060.

  • 10.8.3.  Задавайте значения температуры при помощи термостата в пяти точках равномерно распределённых по диапазону измерений.

  • 10.8.4.  На каждом заданном значении фиксируйте значения, измеренные станцией АМК-02, tn3Mi и значения эталонные, t-ni.

  • 10.8.5.  Вычислите абсолютною погрешность станции АМК-02 по каналу измерений температуры почвы по формуле:

At 4i3Mi ^эт1

• 10.8.6.  Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность по канале измерений температуры почвы во всех выбранных точках не превышает:

At <±0,2 °C.

• 10.9. Поверка станции АМК-02 по каналу измерений влажности почвы выполняйся в следующем порядке:

  • 10.9.1.  Разместите горизонтально датчик температуры и влажности почвы и влагомер почвы высокой точности ML3 ThetaProbe (далее - влагомер) в емкость с почвой.

  • 10.9.2.  Фиксируйте значения, измеренные станцией АМК-02, 8_Юм1 и значения эталонные. &Л1, измеренные влагомером.

  • 10.9.3.  Вычислите абсолютною погрешность станции АМК-02 по каналу измерений относительной влажности воздуха по формуле:

ДЕ — Е_изм| E_3Tj

• 10.9.4.  Повторите пп. 10.9.2-10.9.3, последовательно добавляя в емкость с почвой воду массой, равной 20 %, 40 %, 60 % и 80 % от массы почвы в емкости, тщательно перемешивав.

• 10.9.5.  Результаты считаются положительными, если абсолютная погрешность по каналу измерений влажности почвы во всех выбранных точках не превышает:

АЕ<±3%

• 11. Подтверждение соответствия средства измерений метрологическим требованиям.

Процедура обработки результатов, полученных при определении метрологических характеристик, приведена в пп. 10.1.5, 10.2.5, 10.3.4, 10.4.5, 10.5.5, 10.6.3, 10.6.6, 10.7.4, 10.7.5.

• 10.8.5, 10.9.3, 10.9.4.

В результате анализа характеристик, полученных в результате поверки, делается вывод о пригодности дальнейшего использования средства измерений. Критериями пригодности являются соответствие погрешностей средства измерений пп. 10.1.6. 10.2.6. 10.3.5. 10.4.6. 10.5.6.10.6.5. 10.7.6.

• 10.8.6, 10.9.5 настоящей методики поверки.

• 12. Оформление результатов поверки

  • 12.1.  Сведения о результатах поверки станций АМК-02 передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений в установленном порядке. Знак поверки при необходимости наносится на свидетельство о поверке и/или в паспорт.

  • 12.2.  Протокол оформляется по запросу.

  • 12.3.  В процессе поверки пломбировка не нарушается.

8