Методика поверки «Калибраторы электрических сигналов СА11Е, СА12Е, СА51, СА71, СА150, СА450.» (МП 53468-13)

Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ФГУП «ВНИИМС»)

оЗ^б

уководитель ГЦИ СИ

ГУП «ВНИИИМС»

В.Н.Яншин

МГ1 53468-13

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЛАСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 6 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

• 7 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 7.1 Внешний осмотр.

  • 7.2 Проверка электрической прочности и сопротивления изоляции.

  • 7.3 Опробование.

  • 7.4 Проверка основной погрешности

    • 7.4.1 Проверка основной погрешности каналов измерения сигналов напряжения 7 постоянного и переменного тока, силы постоянного тока, сопротивления, частоты периодических сигналов.

    • 7.4.2 Проверка основной погрешности каналов измерения сигналов от термопар. 7

    • 7.4.3 Проверка основной погрешности каналов измерения сигналов от термопре- 8 образователей сопротивления.

    • 7.4.4 Проверка основной погрешности каналов воспроизведения сигналов напря- 9 жения и силы постоянного тока, сопротивления, частоты периодических сигналов.

    • 7.4.5 Проверка основной погрешности каналов воспроизведения сигналов термо- 10 пар, соответствующих заданной температуре

    • 7.4.6 Проверка основной погрешности каналов воспроизведения сигналов термо- 11 преобразователей сопротивления, соответствующих заданной температуре.

    • 7.4.7 Проверка идентификационных данных программного обеспечения             12

• 8 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

  12

Настоящий документ распространяется на калибраторы электрических сигналов САНЕ, СА12Е, СА51, СА71, СА150, СА450, изготавливаемые фирмами «Yokogawa Meters & Instruments Corporation», Япония («Haramachi denki limited private company»), «Yokogawa Electronics Manufacturing Korea Co., Ltd.», Корея, и устанавливает требования к методике их первичной и периодической поверок (для калибраторов, используемых в сферах, подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору) или калибровки на предприятиях в России. Далее в тексте применяется только термин «поверка», под которым подразумевается поверка или калибровка.

Калибраторы электрических сигналов САНЕ, СА12Е, СА51, СА71, СА150, СА450 (далее - калибраторы) предназначены для измерения и воспроизведения напряжения постоянного и переменного тока, силы постоянного тока, частоты переменного тока, электрического сопротивления постоянному току (в том числе от термопар и термопреобразователей сопротивления).

Межповерочный интервал - 1 год.

Примечание - Возможно проводить поверку только для тех типов и температурных диапазонов градуировок термопар и термометров сопротивления, которые имеются на предприятии, использующим калибратор СА. Это должно отражаться в свидетельстве о поверке.

Перечень операций, проводимых при поверке измерительных каналов (ИК) калибратора, с указанием разделов настоящей методики поверки, где изложен порядок их выполнения, приведен в таблице 1.

Таблица 1

При несоответствии характеристик поверяемых калибраторов СА установленным требованиям по любому из пунктов таблицы 1 их к дальнейшей поверке не допускают и последующие операции не проводят.

При поверке должны использоваться эталоны и вспомогательные средства измерений, удовлетворяющие указанным ниже требованиям и имеющие действующие свидетельства о поверке.

• 3.1 При проверке электрической прочности и сопротивления изоляции рекомендуется использовать установку УПУ-10, мегомметр М4100/3.

• 3.2 Допускаемая погрешность эталонов, используемых для воспроизведения сигналов, подаваемых на входы проверяемых измерительных каналов калибратора СА, и измерения аналоговых сигналов на выходах калибратора, для каждой проверяемой точки не должна превышать 0,2 предела допускаемой погрешности проверяемого канала СА в соответствующем режиме преобразования.

• 3.3 При проверке погрешности измерения калибратором С А сигналов напряжения переменного тока, частоты периодических сигналов рекомендуется использовать калибратор универсальный Fluke 5520А (Дц₌ = ± (0,0008 ^х U + 6 мкВ), Др = ± (2,5 х 10’⁶ * F + 5 мкГц)), генератор сигналов произвольной формы 33250А (генерирование периодических сигналов частотой от 1-10'⁶Гцдо80 МГц, (+ 1 млн*¹)).

1]ри проверке погрешности измерения калибратором СА сигналов напряжения и силы постоянного тока рекомендуется в качестве эталона для задания входного сигнала использовать калибратор универсальный Н4-7 (Ди= =   ±   (0,002% U +0,0005% Un),

Д_и« = ± (0,0035% U +0,0004% Un), Д|- = ± (0,004% I +0,0004% In)).

• 3.4 При проверке погрешности воспроизведения калибратором сигналов напряжения и си

лы постоянного тока, сигналов напряжения постоянного тока низкого уровня, в том числе сигналов от термопар, в качестве эталона для измерения выходного сигнала рекомендуется использовать калибратор-вольтметр В1-28 (Ди =  ±  (0,003   % U +  0,0003  % U_M);

Д| = ± (0,006 % I + 0,002 % 1_м)).

• 3.5 При проверке погрешности измерения сопротивления, в том числе сигналов от термопреобразователей сопротивления, калибратором СА в качестве эталона для задания входного сигнала рекомендуется использовать магазин сопротивлений Р 3026-1 (кл.т. 0,002/1,5 >1 О’⁶)) - для диапазона 0-10 кОм, а для диапазон 0-60 МОм калибратор универсальный Fluke 5520А (Ar = ± (0.004 х 10*²xR + 0,001 Ом)).

• 3.6 При проверке погрешности воспроизведения значений сопротивления калибратором СА, в том числе для имитации сопротивления термопреобразователей сопротивления, в качестве эталона для измерения выходного сигнала поверяемого прибора рекомендуется использовать омметр цифровой Щ 306-1 (кл.т. 0,005/0,001).

• 3.7 При проверке погрешности воспроизведения калибратором С А частоты периодических сигналов рекомендуется использовать частотомер электронно-счётный 53131А (измерение частоты периодических сигналов от 0 до 225 МГц (± 5 млн'¹)).

Примечания

• 1 При невозможности выполнения соотношения "1/5" допускается использовать эталоны с упомянутым соотношением "1/3" и вводить контрольный допуск на погрешность проверяемого измерительного канала, равный 0,8 от допускаемых значений 1*раниц его погрешности.

• 2 Допускается использовать другие образцовые средства измерений, если они удовлетворяют требованию п.3.2.

• 3 Перечисленные выше средства измерений должны работать в нормальных для них условиях, оговоренных в соответствующей нормативной документации.

11оверку калибратора СА должен выполнять поверитель, прошедший инструктаж по технике безопасности, освоивший работу с калибратором и используемыми эталонами. Поверитель должен быть атгестован в соответствии с ПР 50.2.012-94 «ГСИ. Порядок аттестации поверителей средств измерений».

При проведении поверки необходимо соблюдать требования безопасности, предусмотренные «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ 12.1.019., ГОСТ 22261, указаниями по безопасности, изложенными в руководстве по эксплуатации на поверяемый калибратор, применяемые эталоны и вспомогательное оборудование.

• 6.1 Перед началом поверки поверитель должен изучить руководство по эксплуатации поверяемого калибратора, эталонов и других технических средств, используемых при поверке, настоящую методику поверки, правила техники безопасности и строго их соблюдать.

• 6.2 До начала поверки эталоны должны быть в работе в течение времени самопрогрева, указанного в соответствующей документации.

• 6.3 Поверка должна производится в нормальных для прибора условиях:

• • температура окружающего воздуха (23 ± 2) °C;

• • относительная влажность от 30 до 80 % без конденсации влаги;

• • атмосферное давление 84 - 106 кПа;

• • внешнее магнитное поле практически отсутствует;

• • напряжение питания - номинальное ± 2%;

• •  частота питающей сети (50 ±0,5) Гц (при питании прибора от сети переменного тока).

• 7.1 Внешний осмотр

Проводится осмотр калибратора. Следует убедиться в механической исправности поверяемого калибратора, в целостности соединительных проводов; в соответствии комплектности калибратора эксплуатационной документации; в соответствии маркировки калибратора технической документации; в наличии свидетельства о предыдущей поверке (при периодической). Наличие внешних повреждений или отсутствие необходимых комплектующих препятствует проведению поверки.

• 7.2 Проверка электрической прочности и сопротивления изоляции.

Испытания по данному пункту проводятся по ГОСТ 22261-94 и по технической документации на поверяемый калибратор.

• 7.3 Опробование

Опробование проводится в соответствии с указаниями руководства по эксплуатации калибратора.

7.4 Проверка основной погрешности

Проверка основной погрешности поверяемого калибратора проводится по тем пунктам проверки основной погрешности, которые соответствуют наличию функции измере-ния/воспроизведения физической величины в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

7.4.1 Проверка основной погрешности каналов измерения сигналов напряжения постоянного и переменного тока, силы постоянного тока, сопротивления, частоты периодических сигналов.

Проверка основной погрешности по данному пункту выполняется с использованием соответствующих схем и рекомендаций руководства по эксплуатации (РЭ), а также таблиц, составленных по форме таблицы 3.

Таблица 3

Диапазон измерений входного сигнала, мА/В/Ом/Гц: I_h/Uh/R_h/F_h = ,

I_B/U_B/R_B/F_B =;

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, мА/В/Ом/Гц: Д_а =

Примечание

1нэ U; U_H, U_B; R_H, R_B, F_H, F_B - соответственно нижняя и верхняя границы диапазона измерений входного сигнала силы постоянного тока/ напряжения постоянного (переменного) тока/ сопротив-ления/часготы;

Xj - значение в мА/В/Ом/Гц подаваемого входного сигнала;

У, - значение выходного сигнала, выраженное в единицах входного сигнала;

Примечание - проверка погрешности измерения напряжения переменного тока проводится для трёх значений частоты.

Для каждой проверяемой точки i = l,...,5 выполняют следующие операции:

• - устанавливают на входе поверяемого канала значение входного сигнала X, силы (напряжения, сопротивления) постоянного (переменного) тока от калибратора тока (напряжения, магазина сопротивлений, генератора частоты) и делают не менее 4-х отсчётов Y, на выходе поверяемого калибратора;

• - за оценку абсолютной погрешности Д_а1 ПК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле:

Д_в| = тах { | Y,-Xi|},

здесь Yj выражено в единицах подаваемого входного сигнала.

Если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство |   | > IД_а| поверяе

мый калибратор бракуют, в противном случае признают годным.

• 7.4.2 Проверка основной погрешности каналов измерения сигналов от термопар.

Проверка основной погрешности по данному пункту выполняется с использованием соответствующих схем и рекомендаций РЭ, а также таблиц, составленных по форме таблицы 4.

Таблица 4

Тип термопары__________

Диапазон измерений входного сигнала, °C: Т_н= ,Т_В=

Температура холодного спая Т_хс, °C:

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, °C: Д_а =

Примечание

Т_н и Т_в - соответственно нижняя и верхняя границы диапазона измерений входного сигнала термопары в « °C»;

Tj - значение температуры и, соответствующее ей (J_Xj (по таблицам ГОСТ Р 8.585-2001 для данного типа термопары), значение в мВ подаваемого входного сигнала;

У, - измеренное значение выходного сигнала в « °C»;

В режиме измерения сигналов от термопар с компенсацией температуры холодного спая проверку погрешности проводят в следующей последовательности:

• - записывают для каждой проверяемой точки в столбец «Tj» значение температуры в «°C» (для данного типа термопары);

• - по таблицам ГОСТ Р 8.585 находят напряжение U_Xi', соответствующее значению температуры в i-ой проверяемой точке;

• - термометром с погрешностью не более 0,1 °C измеряют температуру Т_хс вблизи места подключения холодного спая термопары;

• - рассчитывают входной сигнал U_x, в мВ для каждой проверяемой точки по формуле: U_Xi = U_Xi'- с, где U_{tx c} - напряжение, соответствующее температуре холодного спая ( по таблицам ГОСТ Р 8.585);

• - устанавливают на входе поверяемого канала значение U_XJ напряжения постоянного тока от калибратора напряжения и делают не менее 4-х отсчётов Y, на выходе поверяемого калибратора;

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

A_ai = max {| Yj-Tj|},

здесь Y, выражено в «°C».

Если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство | A_aj | > |А_а| поверяемый калибратор бракуют, в противном случае признают годным.

• 7.4.3 Проверка основной погрешности каналов измерения сигналов от термопреобразователей сопротивления.

Проверка основной погрешности по данному пункту выполняется с использованием соответствующих схем и рекомендаций РЭ, а также таблиц, составленных по форме таблицы 5.

Таблица 5

Диапазон измерений входного сигнала. °С/Ом: Т_н = , Т_в = Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, °C: А_а =

Примечание

Т_н, Т_в - соответственно нижняя и верхняя границы диапазона измерений входного сигнала;

Т| - значение температуры и, соответствующее ей (по таблицам ГОСТ 6651-2009), значение в Ом подаваемого входного сигнала (X,);

У, - измеренное значение выходного сигнала в « °C».

Проверка погрешности проводится в изложенной ниже последовательности:

• - записывают для каждой проверяемой точки в столбец «Тр> значение температуры в «°C» (для данного типа термометра сопротивления);

• - по таблицам ГОСТ 6651 находят значение сопротивления X,, соответствующее значению температуры в Гой проверяемой точке;

• - записывают в таблицу 5 входной сигнал X, в «Ом» для каждой проверяемой точки;

• - устанавливают на входе поверяемого канала значение X, сопротивления от магазина сопротивлений и делают не менее 4-х отсчётов Y, на выходе калибратора;

• - за оценку абсолютной погрешности Д_а) ПК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле:

Aai = max { | Yi-Ti| },

здесь Y, выражено в «°C».

Если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство | Д_а| | > |Д_а| поверяемый калибратор бракуют, в противном случае признают годным.

• 7.4.4 Проверка основной погрешности каналов воспроизведения сигналов напряжения и силы постоянного тока, сопротивления, частоты периодических сигналов.

Проверка основной погрешности по данному пункту выполняется с использованием соответствующих схем и рекомендаций руководства по эксплуатации (РЭ), а также таблиц, составленных по форме таблицы 6.

Таблица 6

Диапазон воспроизводимой величины сигнала, мА/В/Ом/Гц: Ii/U_h/R_h/Fh = ,

I_B /U_B/R_B/F_B = ;

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, мА/В/Ом/Гц: Д_а =

Примечание

I_H, I_B; U_H, U_B; R_H, R_B. F_H , F_B - соответственно нижняя и верхняя границы диапазона воспроизведения величины сигнала силы постоянного гока/ напряжения постоянного тока/ сопротивле-ния/часготы:

Nj - значение подаваемого на вход поверяемого калибратора кода в единицах воспроизводимой величины; мА/В/Ом/Гц;

Y, - значение выходного сигнала в мА/В/Ом/Гц.

Для каждой проверяемой точки i = l,...,5 выполняют следующие операции:

• - устанавливают входной код N, с клавиатуры поверяемого калибратора, соответствующий

i -й проверяемой точке и измеряют образцовым мультиметром (омметром, частотомером) значение выходного сигнала Y,;

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

A_ai = Yi-Y(Nj),

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

Если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство | A_aj | > |А_а| поверяемый калибратор бракуют, в противном случае признают годным.

• 7.4.5 Проверка основной погрешности воспроизведения сигналов термопар

Проверка основной погрешности по данному пункту выполняется с использованием соответствующих схем и рекомендаций РЭ, а также таблиц, составленных по форме таблицы 7.

Таблица 7

Тип термопары__________

Диапазон воспроизведения сигнала термопары, °C: Т_н= ,Т_В= Температура холодного спая, °C:

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, °C: А_а =

Примечание

Т_н и Т_в - соответственно нижняя и верхняя границы диапазона воспроизведения сигнала термопары в « °C»;

Tj - значение кода, подаваемого на вход калибратора, выраженное в «°C», и соответствующее ему значение напряжения U_Xj по таблицам ГОСТ Р 8.585 для данного типа термопары;

Yj - измеренное значение выходного сигнала в «мВ»;

В режиме воспроизведения сигналов термопар с компенсацией температуры холодного спая (при использовании внутреннего термочувствительного преобразователя для компенсации температуры холодного спая) проверка погрешности проводится в следующей последовательности:

• - записывают для каждой проверяемой точки в столбец "Т,” значение температуры в «°C» (для данного типа термопары);

• - по таблицам ГОСТ Р 8.585 находят напряжение U_xi, соответствующее значению температуры в i-ой проверяемой точке;

• - термометром с погрешностью не более 0,1 °C измеряют температуру Т_хс вблизи места подключения холодного спая термопары;

• - рассчитывают номинальное значение выходного сигнала Y_H0Mi в «мВ» по формуле Y_H0Mi = Uxi - Utx.c., где Utx.c. - напряжение, соответствующее температуре холодного спая Т_хс ( по таблицам ГОСТ Р 8.585);

• - устанавливают входной код Т₍ с клавиатуры калибратора, соответствующий i -й проверяемой точке и измеряют образцовым мультиметром значение выходного сигнала Yj в «мВ»;

• - за оценку абсолютной погрешности Д_а, в «мВ» ИК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле:

Aai “ Yj — Yhomi>

• - для вычисления A_aj в «°C» в точке Т, определяют сколько градусов Цельсия составила Д_а, т.е проводят линейную аппроксимацию относительно Tj.

Если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство | A_aj | > |Д_а| поверяемый калибратор бракуют, в противном случае признают годным.

• 7.4.6 Проверка основной погрешности каналов воспроизведения сигналов термопреобразователей сопротивления

Проверка основной погрешности по данному пункту выполняется с использованием соответствующих схем и рекомендаций РЭ, а также таблиц, составленных по форме таблицы 8.

Таблица 8

Тип термопреобразователя сопротивления

Диапазон воспроизведения сигнала термопреобразователя сопротивления, °С/Ом: Т_н = , Т_в =

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, °C: Д_а =

Примечание

Тн, Т_в - соответственно нижняя и верхняя границы диапазона воспроизведения сигнала термометра сопротивления;

Т, - значение кода, подаваемого на вход калибратора, выраженное в «°C», и, соответствующее ему (по таблицам ГОСТ 6651), номинальное значение выходного сигнала Y_Ho._Mi в «Ом»;

Yj - измеренное значение выходного сигнала в «°C»;

Проверка погрешности проводится в изложенной ниже последовательности:

• - записывают для каждой проверяемой точки в столбец «Tj» значение температуры в «°C» (для данного типа термометра сопротивления);

• - по таблицам ГОСТ 6651 находят значение сопротивления Y_H0Mi> соответствующее значению температуры в i-ой проверяемой точке и записывают его в таблицу 8;

• - устанавливают входной код Tj с клавиатуры калибратора, соответствующий i -й проверяемой точке, измеряют омметром значение выходного сигнала Yj в «Ом» и записывают его в таблицу;

• - за оценку абсолютной погрешности A_aj в «Ом» ИК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле:

Aai ~ Yj — Yhomb

• - для вычисления Д_а, в «°C» в точке Т, определяют сколько градусов Цельсия составила Д_а, т.е проводят линейную аппроксимацию относительно Tj.

Если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство | A_aj | > |А_а| поверяемый калибратор бракуют, в противном случае признают годным.

• 7.4.7 Проверка идентификационных данных программного обеспечения

Проверка идентификационных данных программного обеспечения (ПО) заключается в проверке номера версии ПО.

Для калибраторов CAI IE, СА12Е номер версии высвечивается на дисплее калибраторов при включении (предварительно нужно вытащить, а затем вставить аккумуляторные батареи).

Для калибраторов СА51, СА71, СА150 номер версии высвечивается под обозначением модели автоматически. Это происходит сразу после включения прибора или после того, как зажгутся и затем погаснут все сегменты дисплея.

Для калибраторов СА450 нужно сначала начать кнопку «REL%», а затем включить калибратор. На несколько секунд на дисплее отобразится номер версии ПО.

Таблица 9 -идентификационные данные программного обеспечения

Калибратор признают годным, если номер версии ПО, отображаемый на экране калибратора, соответствуют данным, приведённым в таблице 9.

При положительных результатах поверки оформляется свидетельство о поверке согласно ПР 50.2.006-94. В формуляр прибора вносится запись о поверке и указывается срок проведения следующей поверки.

При отрицательных результатах свидетельство о поверке не выдается, ранее выданное свидетельство о поверке аннулируется, запись о поверке в формуляре прибора гасится.