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

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

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

X_k1i = X_i - D_i; X_k2i = X_i + D_i,

где X_k1i, X_k2i - контрольные сигналы, выраженные в единицах электрической величины, подаваемой на вход ИК;

X_i - значение входного сигнала ИК в единицах электрической величины в i-й проверяемой точке;

D_i - 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 X_k1i;

- наблюдают не менее 4-х отсчетов Y_ij(X_k1i), j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;

- если хотя бы один из отсчетов Y_ij(X_k1i) (значение Y_ij выражают в единицах подаваемого входного сигнала) удовлетворяет неравенству Y_ij(X_k1i) ³ X_i, 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 X_k2i;

- наблюдают не менее 4-х отсчетов Y_ij(X_k2j), j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;

- если хотя бы один из отсчетов Y_ij(X_k2i) (значение Y_ij выражают в единицах подаваемого входного сигнала) удовлетворяет неравенству Y_ij(X_k2i) £ X_i, 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 X_i;

- наблюдают не менее 4-х отсчетов Y_ij, j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;

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

D_ci = max {Y_ij - X_i},

где Y_ij выражено в единицах подаваемого входного сигнала;

- если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство D_ci ³ D_i, 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 (Т_хc) термопары, проверку погрешности канала преобразования проводят в режиме Т_хс = 0 °С, в изложенной ниже последовательности:

- выбирают проверяемые точки X_i (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 U_i в мВ для температур X_i.

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 Т_хс 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 X_i (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 U_i в мВ для температур X_i;

- измеряют температуру Т_хс вблизи места подключения холодных спаев термопар испытуемого канала;

-находят но таблицам ГОСТ Р 50431-92 значение термоэдс U_xc, в мВ, соответствующей температуре холодного спая Т_хс;

- для каждой проверяемой точки рассчитывают в мВ значения Х_i = (U_i - U_xc).

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 Т_хс, равномерно распределенных по диапазону температур канала компенсации в изложенной ниже последовательности:

- выбирают следующие проверяемые точки X_i, (п. 6.4.1 настоящей рекомендации) по диапазону измеряемой величины (температуры): для первого значения Т_хс1 - точки i = 1, 2, 4, для второго значения Т_хс2 - точки i = 1, 2, 5, для третьего значения Т_хс3 - точки i = 1, 3, 5, и записывают значения в °С;

- находят для соответствующего типа термопар по таблицам ГОСТ Р 50431-92 значения термоэдс U_i в мВ для температур Х_i;

- для соответствующего типа термопреобразователя сопротивления, с которым может работать канал компенсации, находят по таблицам ГОСТ 6651-94 значение сопротивления в Ом для температуры Т_хс и подают это значение сопротивления магазином сопротивлений на вход канала компенсации - находят по таблицам ГОСТ Р 50431-92 значение термоэдс U_xc, в мВ, соответствующей температуре холодного спая Т_хс;

- для каждой проверяемой точки рассчитывают в мВ значения X_i = (U_i - U_xc).

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 X_i (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 X_i.

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 N_i, соответствующий i-й проверяемой точке и измеряют значение выходного сигнала Y_i;

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

D_ci = Y_i - Y(N_i),

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

- если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство D_ci ³ D_i, 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 t_н начала счета и количество импульсов ИК и генератора в момент времени t_н;

- в момент времени t_k = t + t_н 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.

СОДЕРЖАНИЕ