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
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
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
|
Обозначение НД, на который дана ссылка |
Номер пункта, приложения |
|
ПР 50.2.012-94 |
3.1 |
|
ГОСТ 12.2.007.0-75 |
4.1 |
|
ГОСТ 12.1.019-79 |
4.1 |
|
ГОСТ 12.2.091-94 |
4.1 |
|
РД 50-453-84 |
5.2 |
|
ГОСТ 22261-94 |
6.2 |
|
МИ 1202-86 |
6.4.1 |
|
ГОСТ Р 50431-92 |
6.5.2, 6.5.5, 6.5.6 |
|
ГОСТ 6651-94 |
6.5.6, 6.6.2 |
|
ПР 50.2.006-94 |
8.1, 8.2 |
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 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ
1.1 Перечень операций, которые проводят при поверке ИК, приведен в таблице 1.1.
Таблица 1.1
|
Наименование операции |
Обязательность проведения при поверке |
Номер пункта настоящей рекомендации |
|
|
первичной |
периодической |
||
|
1 Внешний осмотр |
да |
да |
6.1 |
|
2 Проверка электрической прочности и сопротивления изоляции |
да |
да1 |
6.2 |
|
3 Опробование |
да |
да |
6.3 |
|
4 Проверка погрешности ИК преобразования сигналов напряжения или силы постоянного тока, сопротивления и частоты в код |
да |
да |
6.4 |
|
5 Проверка погрешности ИК преобразования сигналов термопар |
да |
да |
6.5 |
|
6 Проверка погрешности ИК преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления |
да |
да |
6.6 |
|
7 Проверка погрешности ИК преобразования кода в сигналы напряжения или силы постоянного тока |
да |
да |
6.7 |
|
8 Проверка погрешности ИК счета импульсов |
да |
да |
6.8 |
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 СРЕДСТВА 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 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ
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 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
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 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ
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 50-453-84) 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 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ
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 - аналого-цифровой 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 < |D| < 5Q;
- определение погрешности ИК и сравнение с нормированными в документации пределами по методике, изложенной в п. 6.4.2.2, если выполняется неравенство
|D| ³ 5Q,
где Q - номинальная ступень квантования (единица наименьшего разряда), выраженная в единицах электрической величины, поступающей на вход поверяемого ИК;
D - 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| - |Di|; |Xk2i| = |Xi| + |Di|,
где Xk1i, Xk2i - контрольные сигналы, выраженные в единицах электрической величины, подаваемой на вход ИК;
Xi - значение входного сигнала ИК в единицах электрической величины в i-й проверяемой точке;
Di - 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)| ³ |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 |Yij(Xk2i)| £ |Xi|, 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 Xi;
- наблюдают не менее 4-х отсчетов Yij, j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;
- за оценку абсолютной погрешности Dci ИК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле
Dci = max {|Yij - Xi|},
где Yij выражено в единицах подаваемого входного сигнала;
- если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство Dci ³ |Di|, 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 (Тхc) 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 Тхс вблизи места подключения холодных спаев термопар испытуемого канала;
-находят но таблицам ГОСТ Р 50431-92 значение термоэдс Uxc, в мВ, соответствующей температуре холодного спая Тхс;
- для каждой проверяемой точки рассчитывают в мВ значения Хi = (Ui - Uxc).
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 Xi, (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 Ui в мВ для температур Хi;
- 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 Uxc, в мВ, соответствующей температуре холодного спая Тхс;
- для каждой проверяемой точки рассчитывают в мВ значения Xi = (Ui - Uxc).
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 Ni, соответствующий i-й проверяемой точке и измеряют значение выходного сигнала Yi;
- за оценку абсолютной погрешности Dci ИК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле
Dci = Yi - Y(Ni),
где Y(Ni) - номинальное значение выходного сигнала, соответствующее входному коду;
- если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство |Dci| ³ |Di|, 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 tн начала счета и количество импульсов ИК и генератора в момент времени tн;
- в момент времени tk = t + tн 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. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ
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.