Калибровка средств измерений давления. Конспект лекции
.pdf
Приложение 2
Визуализация результатов калибровки для манометра с пружиной Бурдона или электрического прибора для измерения давления. Пример из DKD-R 6-1 08 2019. (диаграмма калибровки)
31
Приложение 3
Оценка неопределенности градуирования эталонного манометра с условной шкалой
Градуирование в соответствии с МИ 2102–90.
Градуируемый манометр. Класс точности 0,4. Число делений 100. Эталон – грузопоршневой манометр класса точности 0,05.
Оценка неопределенности проводится в условных единицах. Для данного случая условная единица соответствует 1,0 %.
Составляющие бюджета неопределенности для верхнего предела измерений манометра.
1. Стандартная неопределенность, вносимая эталоном. Ширина распределения 2Δэ = 2∙0,05 = 0,1.
u |
эталон |
|
2 э |
|
|
0,1 |
|
0,0289 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2 |
3 |
2 |
3 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2. Разрешающая способность.
Расстояние между делениями, соответствующими 0,01 шкалы, более 2,5 мм. Согласно DKD-R 6-1 отcчет показаний может быть проведен с погрешностью не более q = 0,1 цены деления.
Ширина распределения 2q = 2∙0,1 = 0,2.
u |
|
2 |
q |
|
|
0, 2 |
|
0,0577 |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
отсчет |
3 |
2 |
3 |
|
|
|||||
|
|
|
||||||||
3.По результатам градуирования погрешность нуля отсутствует.
4.Сходимость (повторяемость) показаний.
В рекомендации МИ 2102 указано, что сходимость (размах) показаний у исправного манометра не может превышать 0,2 деления.
u |
|
сходимость |
|
0,2 |
|
0,0577 |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
сходимость |
2 |
3 |
2 |
3 |
|
|
|||||
|
|
|
|||||||||
32
Тогда расширенная неопределенность градуирования (калибровки) (k = 2) будет равна
uвверх/вниз 2
uэталон2 uотсчет2 uповторяемость2
2
0,02892 0,05772 0,05772 2 0,0866 0,173 0,18
5.Составляющая неопределенности, обусловленная вариацией показаний.
Вариация показаний не может превышать предела допускаемой погрешности, т.е. В ≤ 0,4 % = 0,4 условных единицы.
u |
|
|
В |
|
|
0, 4 |
0,115 |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
вариация |
2 |
3 |
2 |
3 |
|
|||||
|
|
|||||||||
6. Расширенная неопределенность среднего значения
uсреднее 2
uвверх2 /вниз uвариация2 2
0,08662 0,1152
2 0,144 0, 288 0, 29
Таким образом, расширенная неопределенность «вверх/вниз» эталонного манометра с условной шкалой класса точности 0,4, признанного годным, не превышает 0,18 %.
Расширенная неопределенность среднего значения не превышает
0,29 %.
33
Приложение 4
Цитаты из ГОСТ Р 8.905–2015
Приводятся некоторые положения, изложенные в ГОСТ Р 8.905–2015 «ГСИ. Манометры показывающие. Рабочие средства измерений. Метрологические требования и методы испытаний».
8.4. При поверке, как правило, проводят один цикл нагружения манометра, а при испытаниях в целях утверждения типа и при калибровке манометров проводят несколько циклов нагружения манометров, как правило, пять циклов испытательным давлением вверх и вниз от нулевого до максимального значения и обратно. Это позволяет рассчитать составляющие погрешности инструментальной неопределенности показаний манометра: нелинейность, гистерезис и сходимость (повторяемость). Погрешность гистерезиса определяют как разность между вариацией и зоной нечувствительности. Зону нечувствительности определяют в трех
точках |
диапазона |
показаний: |
от 5 % до 15 %, от |
45 % до 55 %, от 85 % до |
95 % – на трех |
(предпочтительно на пяти) циклах в каждой из трех точек. Испытание проводят следующим образом: входное давление медленно увеличивают и фиксируют значение входного давления, вызвавшее заметное изменение показаний манометра; затем входное давление медленно уменьшают и фиксируют значение входного давления, вызвавшее заметное изменение показаний.
Разность между зафиксированными значениями входного давления, выраженная в процентах от диапазона измерений манометра, является
зоной нечувствительности.
Зона нечувствительности не должна превышать 20 % предела допускаемой основной погрешности.
34
9.3.3. Инструментальная неопределенность типа А.
Неопределенность типа А, оценивают путем статистического анализа ряда наблюдений по формуле
n
(p i p)2
u A |
i 1 |
, |
|
n(n 1) |
|||
|
|
где pi – i-й результат наблюдений;
p – среднее арифметическое результатов наблюдений;
n – число измерений, определяют в каждой экспериментальной точке отдельно.
9.3.4. Инструментальную неопределенность типа В определяют по формуле
uB 
13 uB21 uB2 2 uB23 ,
где uB1 – модуль погрешности или инструментальная неопределенность применяемого эталона;
uB2 – разрешающая способность индикации цифрового манометра или зона нечувствительности стрелочного манометра;
uB3 – модуль погрешности от гистерезиса или составляющая инструментальной неопределенности от гистерезиса калибруемого
манометра. |
|
|
9.3.5. Суммарную |
стандартную |
инструментальную |
неопределенность вычисляют как стандартную неопределенность результата измерения, равную положительному квадратному корню суммы дисперсий неопределенностей типа А и В
uc 
u2A P uB2 P
где P – измеряемое значение давления.
35
Список использованных источников
1.ГОСТ 2405–88. Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапроромеры. Общие технические условия.
2.ГОСТ ISO/IEC 17025‒2019 (ISO/IEC 17025:2017). Общие требования
ккомпетенции испытательных и калибровочных лабораторий.
3.РД РСК 02‒2020. Порядок организации деятельности Российской системы калибровки.
4.ГОСТ Р 8.879‒2014. ГСИ. Методики калибровки средств измерений.
Общие требования к содержанию и изложению.
5.ГОСТ Р 8.90512015. ГСИ. Манометры показывающие. Рабочие средства измерений. Метрологические требования и методы испытаний.
6.РМГ 29–2013. ГСИ. Метрология Основные термины и определения.
7.МИ 2102–90 ГСИ. Манометры и вакуумметры деформационные образцовые с условными шкалами. Методика градуирования.
8.МИ 2124–90 ГСИ. Манометры, вакуумметры, мановакуумметры,
напоромеры, |
тягомеры |
и |
тягонапоромеры, |
показывающие |
исамопишущие. Методика поверки.
9.МИ 2145–91. ГСИ. Манометры и вакуумметры деформационные образцовые с условными шкалами. Методика поверки.
10.МИ 1997‒1989. ГСИ. Преобразователи давления измерительные.
11.МП 59554–14. Манометры МП, НП, ЭКН и ЭКМ, вакуумметры ВП, ТП, ЭКТ и ЭКМВ, мановакуумметры МВП, ТНП, ЭКТН и ЭКМВ, дифманометры ДП и ЭКД показывающие и сигнализирующие. Методика поверки.
12.МП 207.2-005–2016. Преобразователи давления измерительные 3051S. Методика поверки.
13.Методическая инструкция DKD-R 6-1 08 2019. Калибровка приборов для измерения давления.
14.Guidelines on the Calibration of Electromechanical and Mechanical Manometers EURAMET Calibration Guide N 17. Version 3.0 (04/2017).
36
СОДЕРЖАНИЕ
1.Калибровка
2.Нормативные документы по калибровке средств измерений давления
3.Методическая инструкция DKD-R 6-1 08 2019
4.Сравнение DKD-R 6-1 и Российских нормативных документов по поверке средств измерений давления
5.Примеры калибровки средств измерений давления
5.1.Калибровка манометр класса точности 1,5
5.2.Калибровка манометра класса с именованной шкалой точности
0,4
5.3.Калибровка измерительного преобразователя давления с цифровым выходным сигналом Контрольные вопросы
ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1. Визуализация последовательностей проведения
операций калибровки в соответствии DKD-R 6-1
Приложение 2. Визуализация результатов калибровки для манометра с пружиной Бурдона или электрического прибора для измерения давления. Пример из DKD-R 6-1 08 2019. (диаграмма калибровки)
Приложение 3. Оценка неопределенности градуирования эталонного манометра с условной шкалой Приложение 4. Цитаты из ГОСТ Р 8.905–2015 Список использованных источников
3
6
8
13
15
16
20
24
29
30
31
32
34
36
37
А.П. Лепявко
КАЛИБРОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ
Конспект лекции
Редактор-корректор С.А. Калинцева Компьютерная верстка С.В. Лукьянова
Подписано в печать |
Формат 60 × 90 1/16 |
Печать ксерография |
Объем п.л. |
Тираж 1000 экз. |
Заказ № 192 |
АСМС Москва, Волгоградский проспект, 90, корп. 1
Полиграфическая база АСМС
38
Для заметок
39
