3.5 Разработка методики калибровки измерительного канала
концентрации углекислого газа в воздухе
3.5.1 Калибровка ДАК СО2
При проведении калибровки первичного измерительного преобразователя используются следующие средства, приведенные в таблице 5.
Таблица 5 – Средства калибровки
Наименование |
Тип |
Документ |
Примечание |
Термометр |
ТЛ-2 |
ГОСТ 215-73 |
от 0 до 50 С |
Психрометр |
ПВ1Б |
ГОСТ 27544-87 |
|
Барометр мембранный метеорологический |
БАММ-1 |
ТУ25-11.1513-79 |
|
ПГС углекислого газа |
ГСО 3727-87 |
Аттестованные смеси |
14 и 21 мг/м3 |
Ротаметр |
РКС-1-0,25 |
ГОСТ 13045-81 |
|
Редуктор |
БКО-50-4 |
|
|
Вентиль точной настройки |
ВРТ-40 |
|
|
Приспособление для калибровки |
|
|
штуцер |
Условия калибровки
При проведении калибровки следует соблюдать следующие условия:
- напряжение питания, для газоанализаторов, В 27 ± 1;
- температура окружающего воздуха, оС 20 ± 5;
- относительная влажность, % 65 ± 15;
- атмосферное давление, кПа 101,3 ± 4;(мм рт. ст.) (760 ± 30);
- расход ГСО–ПГС, л/мин 1,0 ± 0,2;
- механические воздействия, наличие пыли, агрессивных примесей, внешние электрические и магнитные поля (кроме поля Земли), влияющие на метрологические характеристики, должны быть исключены;
- отсчет показаний после подачи ГСО-ПГС проводить спустя 3 мин.
Баллоны, предназначенные для ПГС данного состава, запрещается
заполнять другими газами и газовыми смесями, производить любые операции, которые могут увлажнить или замаслить их внутренние поверхности, а также – перекрашивать баллоны или изменять их маркировку.
Операции калибровки ДАК СО2
Калибровка включает в себя следующие операции:
Внешний осмотр;
Проверка работоспособности;
Определение погрешности измерения;
Оформление протокола калибровки.
При внешнем осмотре устанавливают следующим требованиям:
- отсутствие внешних повреждений корпусов приборов;
- наличие и качество надписей;
- соответствие комплектности приборов, указанной в паспорте;
- контактные зажимы или выводы должны быть исправны и снабжены маркировкой;
- болты для заземления, если он предусмотрен конструкцией, должен иметь обозначение в соответствии с требованиями ГОСТ 21130;
- короткозамыкатель и другие средства защиты, если он предусмотрен конструкцией, должен быть исправен;
- целостность пломб;
- корпус ПИП проверен на микротрещены.
Если при внешнем осмотре обнаружены дефекты по приведенному перечню, то прибор дальнейшим операциям калибровки не допускается.
Проверка работоспособности
Для проверки работоспособности подать на вход газоанализатора ГСО-
ПГС №1.
Зафиксировать показания газоанализатора (показания миллиамперметра).
Проверить нулевые показания прибора. При необходимости
провести регулировку нуля.
Газоанализатор считается выдержавшим испытание, если показания газоанализатора (показания миллиамперметра) находятся в пределах основной погрешности.
Определение погрешности измерения
Определение погрешности измерения концентрации углекислого газа с использованием аттестованных ПГС осуществляют следующим образом.
1) Используя приспособление для калибровки, собрать схему измерений, представленную на рисунке 4. Подать на калибруемый датчик прибора из баллонов ПГС с объемной концентрацией углекислого газа 14%;
Смесь подавать до получения установившихся показаний цифрового табло внешнего миллиамперметра. Зафиксировать показания табло. В случае необходимости, произвести регулировку чувствительности. Регулировку проводить при снятой верхней крышке датчика, вращая движок многооборотного потенциометра на плате «регулировка усиления».
На калибруемый датчик прибора подавать из баллонов ПГС с концентрацией 21%.
2) Определить основную относительную погрешность измерения по формуле:
|
(9) |
где ΔС – относительная погрешность измерений,
Cп – паспортное значение концентрации ПГС.
Датчик считается годным, если: ΔС ≤ 0.3%
1 - Баллон с ПГС; 2 - Редуктор; 3 - Вентиль точной регулировки;
4 - Ротаметр; 5 - Приспособление для калибровки (штуцер);
6 - Сенсор датчика
Рисунок 9 – Схема калибровки датчика с помощью аттестованных ПГС
Результаты калибровки заносятся в протокол. Положительные результаты калибровки оформляются свидетельством о калибровке и удостоверены калибровочным клеймом, записью в эксплуатационной карте. При отрицательном результате калибровки делается запись о непригодности ИК и сведения передаются оперативному персоналу.
Требования безопасности
При проведении калибровки соблюдают требования ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ 12.3.019. Следует также соблюдать требования безопасности, указанные в эксплуатационной документации на средства калибровки. Перед любыми переключениями в цепях схем следует убедиться, что питание установки отключено и ток на входе ИК отсутствует. Отключение питания проводят при помощи коммутационного устройства, расположенного до регулятора напряжения или непосредственно после него [2].
3.5.2 Калибровка блока распределения унифицированного токового сигнала
Периодичность калибровки при эксплуатации - 12 мес, не более.
Операции калибровки
При проведении калибровки должны выполняться операции:
1) Внешний осмотр 2) Опробование 3) Определение метрологических характеристик:
|
Средства калибровки
При проведении калибровки должны применяться рабочие эталоны и вспомогательные средства калибровки, указанные в таблице 6.
Допускается применение средств калибровки не приведенных в таблице 6, но обеспечивающих определение метрологических характеристик блоков с требуемой точностью.
Рабочие эталоны должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке.
Требования безопасности
При проведении калибровки должны быть соблюдены следующие требования безопасности.
Р
абочие
эталоны и вспомогательные средства
калибровки должны быть заземлены в
местах, обозначенных знаком « »
Заземление должно проводиться медным
гибким проводом площадью сечения не
менее 1,5 мм".
Лица, проводящие калибровки блоков, должны быть ознакомлены с эксплуатационной документацией на блок, средствами калибровки и правилами техники безопасности, иметь допуск к работе с электроустановками до 1000 В.
Таблица 6 - Рабочие эталоны и вспомогательные средства калибровки
Наименование рабочего эталона или вспомогательного средства калибровки; метрологическая и основная техническая характеристика |
Кол., шт |
Мера комбинированная многозначная МК4702; диапазон выходного сигнала от 0 до 20 мА; предел основной допускаемой погрешности ±(5·10-4·Iн+10-3)мА |
1 |
Вольтметр универсальный В7-34А; диапазон измерения напряжения от 0 до 10 В; класс точности 0,01 |
1 |
Магазин сопротивлений Р4831; диапазон изменения сопротивлений 0-111111,1 Ом; класс точности 0,02 % |
1 |
Блок питания Б5-47; выходное напряжение от 0,1 до 29,99 В; ток нагрузки 0,01-2,99 А |
2 |
Аспирационный психрометр М-34; погрешность измерения ±0,1 °С ; измерение относительной влажности от 10 до 100 % при температуре от минус 31 до плюс 51 °С |
1 |
Барометр БАММ-1; погрешность измерения ± 0,5 мм рт. ст. (±0,7 кПа); измерение атмосферного давления от 600 до 800 мм рт.ст |
1 |
Условия проведения калибровки
При проведении калибровки, согласно требованиям ГОСТ 8.395-80, должны быть соблюдены следующие условия:
температура окружающего воздуха (20 ± 5) °С;
относительная влажность воздуха от 30 % до 80 %;
атмосферное давление от 84 до 106 кПа (от 630 до 795 мм рт. ст);
отклонение напряжения питания блоков плюс 15 В и минус 15 В не должно превышать ± 1 %.
Подготовка к проведению калибровки
Перед проведением калибровки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:
собрать схему калибровки согласно рисунку Б.1, приведенному в приложении Б;
подключить нагрузку к выходам блоков;
включить и прогреть рабочие эталоны и вспомогательные средства калибровки в соответствии с их эксплуатационной документацией.
Проведение калибровки и обработка результатов измерений
Внешний осмотр
При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие блоков следующим требованиям:
блоки не должны иметь внешних повреждений в т.ч. и защитных покрытий;
все надписи на блоках должны быть четкими и ясными;
на блоках должны быть нанесены несмываемой краской порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя и дата изготовления.
При обнаружении одного из указанных дефектов блоки дальнейшей калибровке не подвергаются.
Опробование
Включить питание блока и прогреть блок в течение 10 мин.
Через время не более 10 с после включения блока, должен засветиться диод светоизлучающий «РАБ», расположенный на лицевой панели блока, что сигнализирует о работоспособности блока.
Подать на вход блока токовый сигнал равный 5 мА (20 мА) в зависимости от исполнения блока. Вольтметр, подключенный к нагрузке любого выхода блока должен показать напряжение, соответствующее таблице 4.
Определение метрологических характеристик
Метрологические характеристики калибруемых блоков, отличающиеся в зависимости от вида исполнения, приведены в таблице 7 и определяются при проведении калибровки.
Таблица 7 - Метрологические характеристики калибруемых блоков
Тип |
Диапазон изменения входного тока, мА |
Диапазон изменения выходного тока, мА |
Приведенная основная погрешность, , % |
Сопротивление нагрузки, Ом |
Встроенное устройство отображения |
||
диапазон измерения входного тока, мА |
диапазон измерения входного напряжения, В |
приведенная основная погрешность, % |
|||||
БГРТЗ-ДПИ |
4-20 |
4-20 |
±0,2 |
50 |
4-20 |
(0,2-1) |
±0,2 |
Калибровку диапазонов входных и выходных сигналов блоков совместить с калибровкой при определении приведенной основной погрешности.
Приведенную основную погрешность блока определять методом сравнения показаний вольтметра, включенного на выходе блока с расчетным значением выходного сигнала, в точках, соответствующих 0 %; 20 %; 40 %; 60 %; 80 %; 100 % диапазона измерений входного сигнала для каждого электрического канала блока.Подать на вход блока ток из меры комбинированной многозначной МК4702. Измерить вольтметром В7-34А падение напряжения на магазине сопротивления Р4831 на каждом выходе блока. Отклонение действительных значений напряжения на нагрузке по каждому из шести каналов блока от номинального значения не должно превышать значений, указанных в таблице 8.
Таблица 8 – Отклонение действительных значений напряжения
Задаваемое значение входного тока |
Напряжение на выходе канала, мВ |
||
номин. |
пред. откл. |
||
% |
мА |
||
0 |
0(4) |
000,0 (200) |
-2 (198);+2 (202) |
20 |
1 (7,2) |
200,0 (360) |
+ 198 (358); +202 (362) |
40 |
2 (10,4) |
400,0 (520) |
+398 (518); +402 (522) |
60 |
3 (13,6) |
600,0 (680) |
+598 (678); +602 (682) |
80 |
4 (16,8) |
800,0 (840) |
+798 (838); +802 (842) |
100 |
5 (20) |
1000,0 (1000) |
+998 (998); +1002(1002) |
Примечание - Допускаемые отклонения напряжения рассчитаны на основании приведенной основной погрешности, равной ±0,2 %. |
|||
Для калибровки приведенной основной погрешности встроенного миллиамперметра подать на вход калибруемого блока ток меры комбинированной многозначной МК4702, значения которого соответствуют 0 %; 20 %; 40 %; 60 %; 80 %; 100 % от максимального уровня входного сигнала. Снять показания встроенного миллиамперметра.
Отклонения действительных значений тока от номинальных не должны превышать значений, указанных в таблице 9.
Таблица 9 - Отклонения действительных значений тока
Задаваемое значение входного тока |
Значение тока на миллиамперметре, мА |
||
номин. |
пред откл. |
||
% |
мА |
||
0 |
4 |
4 |
3,060; 4,040 |
20 |
7,2 |
7,2 |
7,160; 7,240 |
40 |
10,4 |
10,4 |
10,360; 10,440 |
60 |
13,6 |
13,6 |
13,560; 13,640 |
80 |
16,8 |
16,8 |
16,760; 16,840 |
100 |
20 |
20 |
19,960; 20,040 |
Примечание - Допускаемые отклонения тока рассчитаны на основании приведенной основной погрешности, равной ±0,2 %. |
|||
Для калибровки приведенной основной погрешности встроенного милливольтметра подать на вход калибруемого блока напряжение с меры комбинированной многозначной МК4702, значения которого соответствуют 0 %; 20 %; 40 %; 60 %; 80 %; 100 % от максимального уровня входного сигнала. Снять показания встроенного милливольтметра.
Отклонение действительных значений напряжения от номинального не должно превышать значений, указанных в таблице 10.
Таблица 10 - Отклонение действительных значений напряжения
Задаваемое значение входного напряжения |
Значение напряжения на милливольтметре, мВ |
||
номин. |
пред. откл. |
||
% |
мВ |
||
0 |
200 |
200 |
198; 202 |
20 |
360 |
360 |
358; 362 |
40 |
520 |
520 |
518; 522 |
60 |
680 |
680 |
678; 682 |
80 |
840 |
840 |
838; 842 |
100 |
1000,0 |
1000,0 |
998; 1002 |
Примечание - Допускаемые отклонения напряжения рассчитаны на основании приведенной основной погрешности равной ±0,2 %. |
|||
Оформление результатов калибровки
При положительных результатах первичной калибровки делается соответствующая запись в разделе «Свидетельство о приемке» паспорта УЯИШ.468151.087 ПС, заверенная оттиском государственного клейма калибровщика.
Положительные результаты периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной калибровок записываются в раздел «Особые отметки» паспорта УЯИШ.468151.087 ПС с указанием срока действия калибровки и заверяются подписью калибровщика и оттиском государственного клейма.
При необходимости результаты калибровки оформляются протоколом.
При отрицательных результатах калибровки блоки признаются непригодными для использования и отправляются в ремонт [6].
3.5.3 Калибровка МСКУ
При проведении калибровки ЦИП и АЦП (в дальнейшем цифровых измерительных устройств - ЦИУ) должны выполняться такие операции:
Внешний осмотр;
Калибровка электрической прочности и сопротивления изоляции;
Опробование;
Проверка соответствия выходного кода показаниям;
Проверка времени задержки запуска;
Проверка СКО случайной составляющей основной инструментальной погрешности;
Проверка систематической составляющей основной погрешности;
Проверка основной погрешности.
Требования безопасности
При проведении калибровки необходимо соблюдать требования безопасности, предусмотренные "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (издание 3-е), ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.2.007.3-75, ГОСТ 22261-82 и указаниями по технике безопасности, приведенными в эксплуатационной документации на калибруемое ЦИУ, образцовые средства измерения и вспомогательные устройства.
Средства калибровки
При проведении калибровки должны применяться рабочие эталоны и измерительные приборы, приведенные в таблице 10. Вспомогательное оборудование (панель коммутационная ПКм-3, ПКм-8, жгуты, блоки и т.д.) поставляется в комплекте принадлежностей согласно формуляру исполнения МСКУ.
Проверка блоков из состава вспомогательного оборудования должна производиться по тестам контрольной задачи.
Работа с рабочими эталонами и измерительными приборами должна производиться в соответствии с эксплуатационной документацией на них.
Все используемые рабочие эталоны и измерительные приборы должны иметь действующие документы о их калибровке или аттестации.
При калибровке МСКУ следует применять средства калибровки указанные в Приложении Г.
При положительных результатах первичной калибровки на корпус или крышку прибора или преобразователя наносят оттиск калибровочного клейма, в паспорте производят запись о годности к применению.
Положительные результаты государственной периодической калибровки оформляют нанесением на прибор или преобразователь калибровочного клейма. На образцовые средства измерений дополнительно выдают свидетельство по форме, установленной Госстандартом.
По желанию потребителя вместо нанесения калибровочного клейма (или наряду с его нанесением) допускается выдавать свидетельство о калибровке на рабочие ЦИУ.
Положительные результаты периодической ведомственной калибровки оформляют в порядке, установленном ведомственной метрологической службой.
При отрицательных результатах калибровки (калибруемое ЦИУ забраковано) ЦИУ не допускают к дальнейшему применению, в паспорт вносят запись о непригодности ЦИУ к эксплуатации, клейма предыдущей калибровки гасят, свидетельство аннулируют. На такие ЦИУ выдают извещение о непригодности [7].