Купить ГОСТ Р 8.814-2013 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
Распространяется на эталонные ампулы рабочих эталонов 0-го и 1-го разрядов по ГОСТ 8.558, предназначенные для реализации реперных точек температурной шкалы в диапазоне от 273,15 К до 1234,93 К на основе фазовых переходов чистых веществ и устанавливает методы их поверки и калибровки. Ампулы предназначены для поверки и калибровки эталонных платиновых термометров сопротивления 1-го и 2-го разрядов типа ПТС, ВТС и прецизионных рабочих термометров в диапазоне температуры от 273,15 К до 1234,93 К при температурах фазовых переходов чистых веществ в соответствии с МТШ-90.
Переиздание. Март 2019 г.
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Операции поверки и калибровки
5 Средства поверки и калибровки
6 Условия поверки и калибровки
7 Требования безопасности
8 Проведение поверки и калибровки
9 Определение СКО суммарной погрешности (суммарной стандартной неопределенности) значения температуры реперной точки, воспроизводимого с помощью ампулы
10 Оформление результатов поверки и калибровки
Приложение А (обязательное) Требуемые параметры поверяемых, калибруемых ампул. Значения допустимых поправок и СКО воспроизведения температуры для установления разрядности ампулы
Приложение Б (рекомендуемое) Форма свидетельства о поверке ампулы
Приложение В (рекомендуемое) Форма свидетельства о калибровке ампулы
Библиография
Дата введения | 01.07.2014 |
---|---|
Добавлен в базу | 01.11.2014 |
Актуализация | 01.01.2021 |
25.07.2013 | Утвержден | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии | 438-ст |
---|---|---|---|
Разработан | ФГУП ВНИИМ им. Д. И. Менделеева | ||
Издан | Стандартинформ | 2014 г. | |
Издан | Стандартинформ | 2019 г. |
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
ГОСТР
8.814—
2013
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫМ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Государственная система обеспечения единства измерений
АМПУЛЫ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РЕПЕРНЫХ ТОЧЕК ТЕМПЕРАТУРНОЙ ШКАЛЫ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 273,15 К ДО 1234,93 К Методы поверки и калибровки
Издание официальное
Москва Ставдарти нформ 2014
1 Разработан Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева» (ФГУП ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 206 «Эталоны и поверочные схемы» ПК
206.6 «Эталоны и поверочные схемы в области температурных, теплофизических и дилатометрических измерений»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 июля 2013 г.№ 438-ст
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru).
Стандартинформ, 2014
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
должна соответствовать руководству по эксплуатации на установку для реализации реперной точки, используемую в лаборатории.
8.4.1.15 Повторяют определение И/рт поочередно для каждой из ампул (Ак и Аэ) не менее трех
раз.
8.4.1.16 Определяют для каждого ПТС(ВТС) значения И/1( (Аэ), И/2,(Аэ), tV3, (Аэ), и И/1( (Ак), И/2,(Ак), Wzi (Ак) и соответствующие разности относительных сопротивлений для каждого ПТС(ВТС)
ДИ&= И4(Аэ)-И4(Ак), (5)
где s - номер термометра ПТС (BTC), 1,2,3...;
/ - номер площадки.
Получают не менее шести значений разности АИ4.
8.4.1.17 Рассчитывают среднеарифметическое значение разности относительных сопротивлений АИ4, для двух термометров и трех площадок по формуле
1 г'=3 s=2
СР г / / i SI, ° г=1 5=1
(6)
где АИ4, - разность значений относительного сопротивления s-ro термометра для /-ой площадки.
Значение поправки к температуре, реализуемой с помощью Ак, относительно температуры, реализуемой Аэ, в температурном эквиваленте рассчитывают по формуле
А
рт
= AW„.
dT dW ’
(7)
где dT/dW- значения для реперных точек, которые приведены в таблице 3.
8.4.1.18 Если для поверки и калибровки Ак 1-го разряда в качестве Аэ используют ампулу 0-го разряда, в паспорте которой указана поправка А/[Аэ] относительно MTLU-90, то окончательная поправка к значению температуры Ак будет равна сумме двух поправок
At = At [Аэ - Ак] + At [Аэ]. (8)
8.4.2.1 Для определения поправки к значению температуры, воспроизводимому с помощью AK(Ga), устанавливают температуру в термостате, определенную в процессе предварительной подготовки условий реализации и выполняют операции 8.3.2.1 - 8.3.2.3.
8.4.2.2 Температуру плавления галлия в AK(Ga) и Aa(Ga) измеряют последовательно двумя эталонными термометрами ПТС. Выполняют операции 8.4.1.4 - 8.4.1.9 и 8.4.1.12 - 8.4.1.18.
8.4.3 При наличии в лаборатории, проводящей поверку и калибровку ампул, двух печей (термостатов) для реализации реперной точки рекомендуется проводить одновременное сличение ампул Ак и Аэ. Это позволяет увеличить число данных для расчета АИ/ср, уменьшить погрешность определения и сократить время проведения поверки и калибровки.
8.4.4 При наличии в лаборатории одного эталонного термометра ПТС соответствующего разряда выполняют измерения не менее чем на 5 площадках затвердевания (плавления) в ампулах Ак и Аэ.
9
R (Atпв ) |
1 dT ^/n(n - 1) dR
АД,)2]
(9)
9.1.1 СКО случайной составляющей погрешности (стандартной неопределенности по типу А) полученной поправки в температурном эквиваленте рассчитывают по формуле
где ARj=Rj [Аэ(ттв)] - R, [Ак (ттв)].
9.1.2 CKO суммарной неискпюченной систематической погрешности S0 (далее - НСП) (стандартной неопределенности по типу В) полученной поправки Af^ при использовании для измерения сопротивления ПТС одного прибора (моста и образцовых катушек сопротивления) включает три составляющих. Две составляющие представляют СКО погрешности поправок, вводимых в результаты измерений сопротивления ПТС на гидростатическое давление воды и на нагрев измерительным током, полученные в каждой из ампул Аэ и Ак. Третья составляющая НСП представляет СКО погрешности из-за влияния теплоотвода на показания ПТС в Аэ и Ак.
9.1.2.1 СКО погрешности поправки на гидростатическое давление 0h для каждой из ампул в температурном эквиваленте рассчитывают по формуле
(10)
'dTX62(h)
где d(h) - границы погрешности определения глубины погружения h середины чувствительного элемента ПТС относительно уровня воды в Ак и Аэ.
9.1.2.2 СКО погрешности поправки на нагрев измерительным током
AR(f)=R (/'л/2 )- R(i) вАэиАк в температурном эквиваленте определяют по формуле
^=>(02+«(<V2)2^ , (11)
dR
где 6(i) и 6(iV2 ) - СКО результатов измерения сопротивления ПТС при токе 1 мА и л/2 мА, соответственно в Ак и Аэ.
9.1.2.3 СКО составляющей НСП из-за влияния теплоотвода определяют исходя из результатов измерений изменения сопротивления ПТС в термометровом канале ампулы при шаге его подъема с 0,5 -1 см на расстоянии 3-5 см относительно дна ампул в Аэ и Ак. По полученным результатам строят зависимость изменения температуры от положения чувствительного элемента термометра относительно дна термометрового канала, используя значение dR/dT, которое для ТТВ будет равно dR/dT =3,989-10‘3RTTB. Строят теоретическую зависимость изменения температуры ТТВ от гидростатического давления воды dT/dh по данным МТШ-90 (таблица 2).
Оценка границ составляющей НСП из-за влияния теплоотвода вт для каждой из ампул Аэ и Ак соответствует отклонению температуры At экспериментальной зависимости от теоретической на уровне середины чувствительного элемента ПТС от дна ампулы. СКО составляющей НСП из-за влияния теплоотвода рассчитывают по формуле
вт
(12)
9.1.2.4 CKO суммарной погрешности полученной поправки At [Аэ(ттв) - Ак(ттв)] рассчитывают по формуле
Sj. - sjS2(AtTTB) + А~(Аэ) + Si(Ак)
(13)
где S9 (Аэ) и S9 (Ак) - СКО суммарной НСП результатов измерений в Аэ и Ак, включающей в себя три составляющие, перечисленные в 9.1.2.1 -9.1.2.3, которые рассчитывают по формуле
Se =^в1 +&ы +0j . (14)
9.1.2.5 СКО суммарной погрешности (суммарной стандартной неопределенности) воспроизведения температуры ТТВ с помощью ампулы Ак(ттв) вычисляют по формуле
<SV) =Jsl+S2{3), (15)
где S(3) - СКО суммарной погрешности (суммарной стандартной неопределенности) воспроизведения температуры ТТВ с помощью ампулы Аэ, указанное в свидетельстве.
9.2 Определение СКО суммарной погрешности (суммарной стандартной неопределенности) значения температуры, воспроизводимого с помощью аттестуемой ампулы Ак реперных точек плавления (затвердевания) металлов
9.2.1 СКО случайной составляющей погрешности (стандартной неопределенности типа А) полученной поправки в температурном эквиваленте рассчитывают по формуле
S(^tVT)
_1_ dT
y/30'dW
где AWsi - разность значений относительного сопротивления s-ro термометра для /-й площадки.
ДИ/ср - среднеарифметическое значение разности ЛИ/, полученное по двум ПТС(ВТС) в результате повторения реализации реперной точки в Аэ и Ак по три раза.
9.2.2 СКО суммарной неисключенной систематической погрешности (стандартной неопределенности типа В) поправки Д?рт, также как в случае СКО Д£гтв , включает три составляющих. СКО составляющих НСП для реперной точки рассчитывают по 9.1.2.1 - 9.1.2.3, по формулам (9) - (11), используя соответствующие для реперных точек значения dT/dh и dT/dW, которые приведены в таблицах 2 и 3.
При поверке и калибровке ампул реперных точек плавления (затвердевания) металлов имеет место дополнительная составляющая НСП, определяемая погрешностью поддержания давления 101325 Па в открытой ампуле. Поскольку коэффициенты влияния давления на температуру реперной точки, приведенные в MTLU-90 для всех реперных точек малы, этой составляющей НСП можно пренебречь.
9.2.3 СКО суммарной погрешности Sn(At ) (суммарной стандартной неопределенности) поправки AfpT рассчитывают с учетом СКО случайной составляющей погрешности (стандартной неопределенности типа А) определения поправки S(AtpT), СКО суммарной НСП (стандартной суммарной неопределенности типа В) измерений в Аэ и Ак (формула 13) и S0(Ak), а также СКО суммарной НСП (стандартной суммарной неопределенности типа В) измерений в ТТВ S0(ttb) по формуле
11
s„( AV) = Р2(К) + ^(Аэ) + ^(Ax) + W2S2e( TTB). (17)
9.2.4 CKO суммарной погрешности (суммарной стандартной неопределенности) воспроизведения температуры реперной точки с использованием ампулы Ак вычисляют по формуле
(18)
где S(Э) - СКО суммарной погрешности воспроизведения (суммарной стандартной неопределенности) температуры, воспроизводимой с помощью Аэ, указанное в её паспорте (свидетельстве).
10.1 При поверке на ампулы, признанные годными по соответствию полученных значений СКО воспроизведения температуры и поправки допустимым значениям для указанного разряда эталона, выдают свидетельство, рекомендуемая форма которого приведена в приложении Б, а при калибровке выдают сертификат о калибровке (см. приложение В).
Ампулы, значения СКО воспроизведения температуры и поправки которых не соответствуют допустимым значениям для эталона указанного разряда и требованиям настоящего стандарта, при поверке бракуют или переводят в низший разряд, при калибровке отмечают несоответствие результатов допустимым значениям в сертификате о калибровке.
10.2. В сертификате о калибровке указываются следующие данные:
- значение поправки к температуре, воспроизводимой с помощью ампулы, относительно МТШ-90;
- суммарную стандартную неопределенность воспроизведения температуры с помощью ампулы;
- условия измерений при калибровке.
10.3 По отрицательным результатам калибровки (при явном несоответствии, полученных результатов калибровки допустимым значениям поправки и суммарной стандартной неопределенности воспроизведения температуры эталона указанного разряда) выдают протокол или выписку из протокола, в котором указывают причину несоответствия.
12
Приложение А (обязательное)
А.1 Типы ампул: открытого типа, закрытого типа,
А.2 Основные параметры:
- высота столба металла в ампуле от дна термометрового канала не менее 15 см,
- наружный диаметр ампулы, не более 55 мм,
-диаметртермометрового канала, не менее 8 мм,
- чистота металла, не менее 99,999%.
А.З Значения СКО суммарной погрешности (стандартной неопределенности) воспроизведения температуры реперных точек ампулами рабочих эталонов
0-го и 1-го разрядов не должны превышать значений, приведенных в таблице А.1.
Таблица А.1 | ||||||||||||||||||||||||||
|
Таблица А.2 | ||||||||||||||||||||||||||
|
А.4 Значения допустимых поправок к значениям температуры реперных точек, воспроизводимых с помощью ампул рабочих эталонов 0-го и 1-го разрядов, относительно значений температуры реперных точек по МТШ-90, не должны превышать значений, приведенных в таблице А.2.
13
Форма свидетельства о поверке ампулы
(наименование организации, проводящей аттестацию)
СВИДЕТЕЛЬСТВО №_
О ПЕРВИЧНОЙ (ПЕРИОДИЧЕСКОЙ) ПОВЕРКЕ
АМПУЛЫ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РЕПЕРНОЙ ТОЧКИ.....................
Ампула типа_№_, представленная организацией_,
предназначенная для_,
поверена по температуре по эталонным приборам
По результатам поверки ампула допускается к применению в качестве ЭТАЛОННОГО СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ (1-го ) РАЗРЯДА по ГОСТ 8.558-2009 и подлежит периодической поверке не реже 1 раза в (2) год(а).
Срок действия свидетельства-
Руководитель подразделения,
проводившего поверку__
подпись инициалы, фамилия
Печать
14
ГОСТ P 8.814—2013
Оборотная сторона свидетельства
1 Условия проведения поверки:
Температура окружающей среды, °С Относительная влажность, %
Давление, Па
2 При проведении поверки применялись эталонные средства измерений (ЭСИ):
3 Проведение операций и процедур поверки
4 Определение метрологических характеристик ампулы
Поверку проводил(а)_ _
подпись инициалы, фамилия
Дата "_"_20_г.
15
Приложение В (рекомендуемое)
(наименование организации, проводящей калибровку) СЕРТИФИКАТ КАЛИБРОВКИ
Calibration certificate №_
RU01 №
Дата калибров- Страниц* 1 Из 2
Date when cali- Page of
brated
Объект калибровки Item calibrated
Ампула типа_серийный
№_
Заказчик
Customer
Метод калибровки Method of calibration
Сличение с помощью эталонного платинового термометра с эталонной ампулой более высокого разряда
Все измерения имеют прослеживаемость к единицам Международной системы СИ, которые воспроизводятся национальными эталонам ИМИ.
В сертификате приведены результаты калибровки согласующиеся с возможностями, содержащимися в приложении С соглашения MRA, разработанном МКМВ. В рамках MRA все участвующие ИМИ взаимно признают действительность своих сертификатов калибровки и измерений в отношении измеренных значений, диапазонов и неопределенностей измерений, указанных в приложении С (подробности см. http://www.bipm.org'). Настоящий сертификат может быть воспроизведен только полностью. Любая публикация или частичное воспроизведение содержания сертификата возможны с письменного разрешения НМИ, выдавшего сертификат.
All measurements are traceable to the SI units which are realized by national measurement standards of NMI.
This certificate is consistent with the capabilities that are included in Appendix C of the MRA drawn up by the Cl PM. Under the MRA, all participating NMIs recognize the validity of each other's calibration and measurement certificates for the quantities, ranges and measurement uncertainties specified in Appendix C (for details see http://www.bipm.org). This certificate shall not be reproduced, except in full. Any publication extracts from the calibration certificate requires written approval of the issuing NMI.
Утверждающая подпись Authorising signature
Дата выдачи Date of issue
16
ГОСТ P 8.814—2013
Оборотная сторона сертификата калибровки
Номер сертифи- Страница Из
ката р f
Certificate number а^е 0
Калибровка выполнена с помощью
Calibration is performed by using
рабочего №_
эталона
единицы температуры
Прослеживаемость результатов измерений - к государственному первичному эталону единицы температуры по ГОСТ 8.558-2009.
Условия калибровки: Температура окружающего воздуха, °С
Calibration conditions: Атмосферное давление, Па
Относительная влажность, %
Результаты калибровки, включая неопределенность:
Дополнительная информация Additional information
Калибровку проводил(а)_ _
подпись инициалы, фамилия
Дата "_"_20_г.
17
[1] PPCK 002-2006
[2] CK 01-241-0045-T
Рекомендации по калибровке. Основные требования к методикам калибровки, применяемые в Российской системе калибровки Методика калибровки. Ампулы для реализации основных реперных точек МТШ-90 выше 0 °С. ФГУП «ВНИИМ им.Д.И.Менделеева», 2010
[3] Документ Международного Бюро по мерам и весам, 1989. Международная тем
пературная шкала МТШ-90
[4] Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Приказ Ми
нистерства энергетики Российской Федерации от 13 января 2003 г. № 6. Зарегистрированы Минюстом Российской Федерации 22.01.2003 г., per. № 4145
[5] ПОТ РМ-016-2001, Межотраслевые правила по охране труда
РД 153-34.0- 03.150-00 (правила безопасности) при эксплуатации
электроустановок. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации от 27.12.2000 г. № 163. Постановление Министерства труда Российской Федерации от 05.01.2001 г. № 3
[6] Документ Консультативного комитета по термометрии МКМВ «Дополнительная
информация для Международной температурной шкалы 1990» («Supplementary Information for International Temperature Scale of 1990, Paviillon de Breteuil, Serves. Bureau International des Poids et Messure», 1990)
[7] Документ Консультативного комитета по термометрии МКМВ, «Оптимальные ме
тоды реализации основных реперных точек МТШ-90 для контактной термометрии» (Optimal realization of the defining fixed points of the ITS-90 that are used for contact thermometry, Document CCT/2000-13, submitted to the 20th Meeting of the Comite Con-sultatif de Thermometrie, 2000)
УДК 536.5.081.086:006.354 OKC 17.200.20
Ключевые слова: Термометрия, контактные методы измерений, реперные точки температурной шкалы, ампулы для реализации реперных точек, разрядные эталоны, поверка, калибровка_
Подписано в печать 01.08.2014. Формат 60x84V8.
Уел. печ. л. 2,33. Тираж 47 экз. Зак. 2896.
Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта
ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»
123995 Москва, Гранатный пер., 4. www.gostinfo.ru info@gostinfo.ru
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственная система обеспечения единства измерений АМПУЛЫ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РЕПЕРНЫХ ТОЧЕК ТЕМПЕРАТУРНОЙ ШКАЛЫ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 273,15 К ДО 1234,93 К Методы поверки и калибровки
State system for ensuring the uniformity of measurements.
The cells for the reference points of the temperature scale.
Standard procedure for verification and calibration
Дата введения - 2014—07—01
Настоящий стандарт распространяется на эталонные ампулы рабочих эталонов (далее -ампулы) 0-го и 1-го разрядов по ГОСТ 8.558, предназначенные для реализации реперных точек температурной шкалы в диапазоне от 273,15 К до 1234,93 К на основе фазовых переходов чистых веществ и устанавливает методы их поверки и калибровки.
Ампулы предназначены для поверки и калибровки эталонных платиновых термометров сопротивления 1-го и 2-го разрядов типа ПТС, ВТС и прецизионных рабочих термометров в диапазоне температуры от 273,15 К до 1234,93 К при температурах фазовых переходов чистых веществ в соответствии с МТШ-90: тройной точки воды 0,01 °С; плавления галлия 29,7646 °С; затвердевания индия 156,5985 °С; затвердевания олова 231,928 °С; затвердевания цинка 419,527 °С; затвердевания алюминия 660,323 °С; затвердевания серебра 961,78 °С.
Требования к эталонным ампулам приведены в приложении А.Методы калибровки разработаны в соответствии с требованиями рекомендаций [1], ГОСТ ИСО/МЭК 17025 и методики [2].
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 54500.1-2011/Руководство ИСО/МЭК 98-1:2009 Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководства по неопределенности измерения
ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий
ГОСТ Р МЭК 60519-1-2005 Безопасность электротермического оборудования. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 8.558-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
Издание официальное
В настоящем стандарте применяют следующие термины, сокращения и обозначения:
3.1 ампула: Устройство, содержащее высокочистое вещество, предназначенное для реализа
ции фазового перехода: плавления или затвердевания.
3.2 открытая ампула: Ампула, в конструкции которой предусмотрено соединение её внутреннего объема с источником чистого инертного газа (аргона) с регулируемым давлением.
3.3 закрытая ампула: Ампула, в которой тигель с чистым металлом заключен в герметичную оболочку, содержащую чистый аргон.
4.1 Поверку и калибровку ампул 0-го разряда проводят с применением аппаратуры ГПЭ во ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». Поверку и калибровку ампул 1-го разряда проводят с применением аппаратуры ГПЭ во ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», а также с применением аппаратуры рабочих эталонов в метрологических центрах (лабораториях), которые имеют ампулы рабочих эталонов и установки для реализации основных реперных точек Международной температурной шкалы МТШ-90 [3] для передачи единицы кельвина эталонам 1-го и 2-го разрядов, соответствующие требованиям ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025.
4.2 Поверка и калибровка ампулы Ак заключается в определении поправки к значению температуры, воспроизводимой с ее помощью, относительно значения температуры реперной точки по МТШ-90 [3] и в оценивании СКО суммарной погрешности (суммарной стандартной неопределенности) значения температуры, воспроизводимой с помощью ампулы Ак в соответствии с ГОСТ Р 54500.1.
Поправку определяют сличением результатов измерений температуры, воспроизведенной в Ак и ампуле более высокого разряда Аэ с помощью эталонного ПТС разряда, соответствующего ампуле Аэ.
5.1 При проведении поверки и калибровки ампул выполняют операции и применяют эталоны и рабочие средства измерений, указанные в таблице 1.
2
Таблица 1- Средства применяемые при поверке и калибровке ампул | ||||||||||||||||||||||||||
|
3
5.2.2 Вертикальная печь для отжига ПТС и ВТС, диапазон температуры от 100 С° до 1100 °С, стабильность поддержания температуры в пределах 2 °С, градиент температуры по высоте рабочего пространства печи не более 5 °С/м, внутренняя поверхность печи не должна содержать металлических частей;
5.2.3 СИ длины (линейка, глубиномер) не менее 600 мм, с ценой деления (дискретностью показаний) не более 1 мм .
5.2.4 Штативы, защитные экраны, защитные очки, перчатки, стеклянные и кварцевые пробирки должны быть применены для обеспечения удобства и безопасности проведения измерений.
6.1 При проведении поверки и калибровки должны быть соблюдены следующие условия:
температура окружающего воздуха .............. (20 ± 1) °С;
относительная влажность воздуха................ (65 ±15) %;
атмосферное давление ................................ (101±3)кПа;
напряжение питающей сети...............................(220 ± 22) В.
6.2. В помещении, в котором проводят поверку и калибровку, должны отсутствовать:
удары, вибрации, внешние электромагнитные поля;
пары кислот, щелочей, а также газы, вызывающие коррозию.
6.3. Все, указанные в разделе 5, средства поверки должны иметь свидетельства о поверке или калибровке, испытательное оборудование -действующие аттестаты и руководство по эксплуатации.
6.4 Все ампулы, представляемые на поверку или калибровку, должны иметь паспорт с указанием высоты столба металла от дна термометрового канала до верхнего уровня металла в ампуле и диаметра термометрового канала.
7.1 Помещение лаборатории должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.
7.2 При работе с ампулами тройной точки воды следует соблюдать особую осторожность. Работать с ампулами разрешается только в защитных очках.
7.3 В помещении, в котором проводят поверку и калибровку, категорически запрещается курить, пользоваться огнем, хранить огнеопасные и горючие вещества и материалы.
7.4 Во время проведения поверки и калибровки при высоких температурах термометр следует извлекать из печи медленно, соблюдая особую осторожность во избежание получения ожогов.
7.5 После извлечения термометра из печи следует закрепить его в вертикальном положении в штативе, запрещается трогать его руками.
7.6. При поверке и калибровке должны соблюдаться правила [4], [5] и требования ГОСТ Р МЭК 60519-1, правила техники безопасности, изложенные в руководстве по эксплуатации.
8.1.1 При проведении внешнего осмотра должно быть установлено следующее:
- отсутствие внешних повреждений оболочки ампулы, влияющих на метрологические характеристики и выполнение основных функций;
- отсутствие видимых примесей или частиц в воде ампулы ТТВ;
- отсутствие частиц металла на поверхности графитового тигля.
8.1.2 При поверке ампулы, не удовлетворяющие вышеперечисленным требованиям, бракуют. В сертификате о калибровке ампул указывают о несоответствиях вышеперечисленным требованиям.
4
8.2.1.1 При подготовке ампул к поверке и калибровке выполняют одновременное образование ледяных оболочек на термометровых каналах Аэ(ттв), Ак(ттв) и границы раздела твердой и жидкой фаз вокруг термометрового канала.
Одновременное выполнение операций необходимо, чтобы исключить влияние изменения состояния ледяных оболочек во времени на оценку разности воспроизводимых значений температуры. Процедуры выполняют в соответствии с руководством по эксплуатации на Аэ(ттв).
8.2.1.2 Ак(ттв) и Аэ(ттв) размещают в термостате для реализации ТТВ и выдерживают в нем не менее суток до начала измерений.
На дне термометровых каналов Ак(ттв) и Ак(ттв) размещают демпфирующие вставки из мягкого материала (вата, поролон) для уменьшения влияния непосредственного контакта ледяной оболочки с дном канала на результат измерений и предотвращения удара термометра о дно при его погружении.
8.2.1.3 Термометровые каналы Ак(ттв) и Аэ(ттв) заполняют водой. Уровень воды в каналах должен быть на 3- 5 см выше уровня чувствительного элемента ПТС после его погружения в канал.
8.2.2.1 Перед началом измерений эталонный ПТС охлаждают в термостате, где размещены Аэ(ттв) и Ак(ттв), не менее 10 мин.
8.2.2.2 Затем эталонные ПТС поочередно погружают в ампулы Аэ(ттв) и Ак(ттв) для измерений их сопротивления и выдерживают в каждой ампуле не менее 15 мин до достижения установившихся показаний.
8.2.2.3 При поверке и калибровке ампулы 0-разряда сопротивления ПТС измеряют при двух значениях измерительных токов 1 мА и V2 мА не менее 10 раз, получают 10 значений R(1mA) и Я,(у2 мА). При поверке и калибровке ампулы Ак(ттв) 1-го разряда сопротивления ПТС измеряют при одном значении измерительного тока 1 мА не менее 10 раз, получают 10 значений R(1mA). Время измерений при каждом токе не менее 5 мин.
8.2.2.4 Рассчитывают среднеарифметические значения сопротивлений Rep (1мА) и Rep (V2mA), полученные при измерении в Аэ(ттв) и Ак(ттв) 0-го разряда при двух значениях измерительных токов и Rcp (1мА) для ампул 1-го разряда - при одном значении измерительного тока. Результаты измерений сопротивления ПТС при двух измерительных токах приводят к нулевому измерительному току для каждой ампулы по формуле
(1)
Rcp (ОмА)= 2Rcp (1 мА) - Rcp (V2mA),
где Rcp (ОмА) - сопротивление ПТС при нулевом токе.
8.2.2.5 При разности глубины погружения чувствительного элемента ПТС относительно уровня воды в Аэ(ттв) и Ак(ттв) более чем на 5 см (0,036 мК), определяют поправку ARh на гидростатическое давление воды на уровне середины чувствительного элемента ПТС по формуле
A R„ = h(dT/dh)(dR/dT), (2)
где h - глубина погружения середины чувствительного элемента ПТС относительно поверхности воды в ампуле;
dT/dh - коэффициент гидростатического давления, приведенный в МТШ-90 и таблице 2.
dT/dh = -0,73-10 3 К/м для ТТВ, dR/dT= R™ 3,989-10 s Ом/К.
Поправку ARh учитывают в значениях Rcp (ОмА) для каждой ампулы Аэ(ттв) и Ак(ттв) 0-го разряда и в значениях Rcp(1mA) для ампул Аэ(ттв) и Ак(ттв) 1-го разряда.
8.2.2.7 В результате чего получают значения сопротивления ПТС Rcpi (ОмА) с введенными поправками на нагрев измерительным током и на гидростатическое давление воды, рассчитывают разность значений сопротивления ПТС для ампул Аэ(ттв) и Ак(ттв) 0-го разряда AR/(0) =Rcpi (ОмА)[Аэ(ттв)] - Rcpi (ОмА)[Ак(ттв)], а также разность значений сопротивления ПТС, полученных при измерении в ампулах Аэ(ттв) и Ак(ттв) 1-го разряда AR, =Rcp/(1 мА)[Аэ(ттв)] - Rcp/(1 мА)[Ак(ттв)].
8.2.2.8 Измерения в Аэ(ттв) и Ак(ттв) повторяют не менее пяти раз (дней).
8.2.2.9 По полученным л значениям разности AR, (не менее пяти) рассчитывают среднеарифметическое значение ARCp и поправку в температурном эквиваленте по формуле
5
At [Аэ(ттв) - Ак(ттв)] = А/?ср[Аэ(ттв) - Ак(ттв)] / dR/dT,
(3)
где dR/dT= 0,1 Ом/Кдля ПТС сопротивлением 25 Ом при 0,01 °С.
8.2.2.10 Если для поверки и калибровки Ак(ттв) 1-го разряда в качестве Аэ(ттв) используют ампулу 0-го разряда, в паспорте которой указана поправка At [Аэ(ттв)] относительно МТШ-90 [3], то окончательная поправка к температуре Ак(ттв) будет равна сумме двух поправок
At = At [Аэ(ттв) - Ак(ттв)] + At [Аэ(ттв)]. (4)
8.3.1.1 На поверку и калибровку ампулы Ак реперных точек затвердевания металлов представляют либо отдельной ампулой, либо в комплекте с печью (термостатом) и руководством по эксплуатации для реализации реперной точки.
При представлении на поверку и калибровку отдельной ампулы Ак применяют аппаратуру ГПЭ или метрологического центра (лаборатории). В этом случае предварительно проверяют условия реализации реперной точки с применением ампулы Ак при её размещении в печи (термостате) ГПЭ или метрологического центра (лаборатории) при режиме реализации реперной точки, принятом для ампулы Аэ. Проверяют продолжительность процесса затвердевания металла в Ак, изменения температуры металла в течение первой половины затвердевания, градиент температуры в термометровом канале по высоте металла в Ак в период затвердевания по документам [6], [7]. Операции по проверке условий изложены в.8.3.1.3-8.3.1.7.
8.3.1.3 Ампулу Ак, подлежащую поверке и калибровке, размещают в рабочей зоне печи. В термометровый канал Ак вводят контрольный ПТС(ВТС) для измерений температуры металла.
8.3.1.4 Устанавливают значение температуры основного нагревателя, которое принято в лаборатории, проводящей поверку, калибровку, для расплава металла и его перегрева на 5 К выше температуры затвердевания. Расплавленный металл оставляют в жидком состоянии не менее 10 ч.
8.3.1.5 Переход к процессу затвердевания выполняют принятым в лаборатории для Аэ методом образования двух границ раздела твердой и жидкой фаз в соответствии с документами [6], [7]. Устанавливают принятое в лаборатории значение температуры основного нагревателя ниже температуры кристаллизации металла для образования наружной границы раздела фаз на стенках ампулы. После окончания процесса переохлаждения металла, который регистрируют контрольным ПТС(ВТС), инициируют внутреннюю границу раздела фаз на поверхности термометрового канала введением в него предназначенного для этого холодного стержня (из плавленого кварца) на время, установленное в лаборатории.
8.3.1.6 Продолжительность площадки затвердевания в Ак определяют по периоду стабилизации показаний ПТС(ВТС) на уровне десятых долей милликельвина. Для поверки, калибровки ампул 0-го и 1-го разрядов продолжительность площадки затвердевания в Ак должна быть не менее 6 ч.
Для оптимальной реализации реперных точек и приближения процесса фазового перехода в металле к термодинамически равновесному в соответствии с определением температуры реперных точек по МТШ-90 в документе [7] рекомендована продолжительность площадки затвердевания металла не менее 10 ч.
8.3.1.7 По показаниям ПТС(ВТС) определяют изменение температуры металла в течение первой половины продолжительности площадки затвердевания. Изменения температуры должны быть не более 0,1 мК для Ga, 0,5 мК для In, 0,3 мК для Sn, 0,5 мК для Zn, 0,7 мК для AI, 1,1 мК для Ад.
8.3.1.7 Во время затвердевания металла в Ак определяют изменения показаний ПТС(ВТС) при его подъеме на 3-5 см от дна канала с шагом 0,5-1 см. Изменения показаний ПТС(ВТС) должны соответствовать изменениям температуры, вызванными изменением гидростатического давления столба металла с глубиной погружения ПТС(ВТС). Коэффициенты зависимости температуры затвердевания (плавления) от гидростатического давления dT/dh , установленные в МТШ-90, приведены в таблице 2.
6
Таблица 2 - Коэффициенты зависимости температуры затвердевания (плавления) от гидро-статического давления_ | ||||||||||||||||
|
Если результаты определения dT/dh более, чем в четыре раза превышают значения, приведенные в таблице 3, необходимо скорректировать задание температуры верхнего или нижнего нагревателя
печи, чтобы уменьшить полученное отклонение от теоретического значения. Таблица 3-Значения dT/dWдля реперных точек_ | ||||||||||||||
|
8.3.1.8 В том случае, если на поверку и калибровку представлена Ак в комплекте с печью и руководством по эксплуатации для реализации реперной точки, проверяют перечисленные в 8.3.1.5 и 8.3.1.7 условия реализации затвердевания с помощью ПТС(ВТС) при значениях установленных в руководстве по эксплуатации. Результаты проверки должны удовлетворять перечисленным в 8.3.1.5 и 8.3.1.7 условиям. Если эти условия не выполняются, необходимо корректировать значение температуры нагревателей печи.
8.3.2.1 Подлежащую поверке и калибровке ампулу Ак(ва) с твердым галлием размещают в термостате, температура которого выше значения температуры плавления галлия на 3-5 К, и измеряют температуру галлия контрольным ПТС, установленным в термометровом канале ампулы AK(Ga).
8.3.2.2 При приближении температуры галлия к температуре плавления образуют слой жидкого галлия вокруг канала по методике, принятой в лаборатории: с помощью нагревателя с распределенным по высоте канала нагревательным элементом, введенным в канал, и заполнением канала водой, температура которой на 10 С° - 15°С выше температуры плавления галлия.
8.3.2.3 После образования жидкого слоя галлия значение температуры в термостате уменьшают до значения не более, чем на 0,5°С выше температуры его плавления, для получения площадки плавления. С помощью контрольного ПТС регистрируют площадку плавления галлия в AK(Ga), проверяют условия реализации плавления, которые должны удовлетворять условиям, приведенным в 8.3.1.5 и 8.3.1.7. В этом случае режим реализации плавления принимают для поверки и калибровки Ак(ва). В противном случае необходима корректировка температуры термостата или условий образования жидкого слоя галлия вокруг термометрового канала.
7
8.4 Определение поправки к значению температуры, воспроизводимому с помощью ампул реперных точек затвердевания (плавления) металлов, представленных на поверку (калибровку) относительно МТШ-90
8.4.1.1 Перед началом определения поправки ампула Ак с расплавленным и перегретым на 5 К металлом должна быть выдержана в печи не менее 10 ч для равномерного распределения примесей в объеме.
8.4.1.2 Значения температуры основного, верхнего и нижнего нагревателей устанавливают по результатам предварительной подготовки условий реализации реперной точки с использованием Ак. Процесс затвердевания металла проводят с образованием двух границ раздела фаз: на стенках ампулы и на термометровом канале по результатам подготовки.
8.4.1.3 Температуру затвердевания металла в Ак измеряют последовательно двумя эталонными термометрами ПТС в точках затвердевания индия, олова, цинка и алюминия и двумя ВТС в точке затвердевания серебра, используя первые
10 % -25% продолжительности площадки затвердевания металла.
8.4.1.4 Термометр ПТС(ВТС) погружают в термометровый канал и дожидаются стабилизации его показаний в течение 10-15 мин.
8.4.1.5 Выполняют не менее пяти отсчетов сопротивления термометров ПТС при значениях измерительного тока 1 и ypl мА при поверке, калибровке Ак 0-го разряда и при одном значении измерительного тока 1 мА при поверке, калибровке Ак 1-го разряда, соответственно выполняют не менее пяти отсчетов сопротивления ВТС при значениях измерительного тока 10 и 10V2 мА при поверке, калибровке Ак 0-го разряда а и при одном значении измерительного тока 10 мА при поверке, калибровке Ак 1-го разряда,.
8.4.1.6 Рассчитывают среднеарифметические значения сопротивления ПТС Rcp (1мА) и Rcp
(V2 мА) и ВТС Яср(10мА) и Rcp (10>/2 мА) для ампул Аэ и Ак 0-го разряда и Rcp (1мА) ПТС и Rcp (ЮмА) ВТС для ампулы Ак 1-го разряда.
8.4.1.7 Результаты измерений сопротивления ПТС приводят к нулевому измерительному току Rcp
(ОмА) = 2Rcp (1мА) - Rcр (-\/2 мА), ВТС - Rcp (ОмА) = 2Rcp (ЮмА) - Rcp (10>/2 мА) для ампулы Ак 0-го разряда.
8.4.1.8 При разности глубин погружения чувствительного элемента ПТС(ВТС) относительно уровня металла в Аэ и Ак более 5 см в значения
Rcр (ОмА) и Rcр (1мА) для ПТС и RCf> (ОмА), Rcp (ЮмА) для ВТС вводят поправку ARh на гидростатическое давление металла на уровне середины чувствительного элемента ПТС(ВТС), рассчитанную по формуле (2), где dR/dT=RTTB* dW/dT. Коэффициенты гидростатического давления dT/dh и значения dT /cfl/1/для реперных точек приведены в таблицах 2 и 3.
8.4.1.9 После окончания измерений сопротивления ПТС в точках затвердевания индия, олова и цинка термометр извлекают из ампулы Ак и охлаждают на воздухе до комнатной температуры.
8.4.1.10 После окончания измерений сопротивления ПТС и ВТС в точках затвердевания алюминия и серебра термометр охлаждают в печи со скоростью не более Ю0°С/ч до температуры (500±Ю)°С, затем извлекают из печи и охлаждают до комнатной температуры.
8.4.1.11 Если термометр необходимо быстро извлечь из ампулы алюминия или серебра, то термометр погружают в печь, предварительно нагретую до (675±5) °С и 980°С соответственно, для отжига, выдерживают в ней в течение 3-5 ч и охлаждают в печи со скоростью не более 100°С/ч до температуры (500±10)°С, затем извлекают из печи и охлаждают до комнатной температуры.
.4.1.12 После окончания измерений сопротивления эталонных ПТС и ВТС в точках затвердева-ния(плавления) металлов выполняют измерения их сопротивления в ТТВ. Процедура измерения сопротивления термометров в ТТВ изложена в разделе 8.2.
8.4.1.13 Рассчитывают значения относительного сопротивления эталонных термометров И/рт исходя из значений сопротивления термометра Rpj в металле и ^ттв в ТТВ, полученных после введения в результаты измерений поправок на нагрев измерительным током и гидростатическое давление металла и воды.
8.4.1.14 Выполняют измерения температуры реперной точки в ампуле Аэ с помощью тех же термометров ПТС(ВТС) по 8.4.1.3-8.4.1.13. Методика реализации затвердевания металла в ампуле Аэ
8