ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭТАЛОННЫЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ИЗ ПЛАТИНЫ И СПЛАВА РОДИЙ-ЖЕЛЕЗО

Общие технические требования и методы испытаний

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2015

ГОСТ Р 8.855-2013

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ФГУП «ВНИИФТРИ»)

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 22 ноября 2013 г. № 2097-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

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 стандартыи. В случав пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного 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.2015

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

ГОСТ P 8.855—2013

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины, определения, обозначения и сокращения...............................2

4    Классификация......................................................3

5    Основные технические требования.........................................4

6    Виды испытаний......................................................6

7    Методы испытаний....................................................8

Библиография........................................................11

III

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭТАЛОННЫЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ИЗ ПЛАТИНЫ И СПЛАВА РОДИЙ-ЖЕЛЕЗО

Общие технические требования и методы испытаний

State system for ensuring the uniformity of measurements. Standard platinum and rhodium-iron resistance thermometers.

General technical requirements and test methods

Дата введения — 2015—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает технические требования и методы испытаний для низкотемпературных эталонных термопреобразователей сопротивления (далее —ТС), чувствительные элементы которых изготовлены из платины и из сплава родий-железо. Стандарт распространяется на эталонные ТС (ГОСТ 8.558), предназначенные для измерения температуры методом непосредственного погружения в среду, с чувствительными элементами из платины на диапазон измеряемых температур от 13,81 до 373 К и чувствительными элементами из сплава родий-железо на диапазон от 1,5 до 303 К.

Значения температуры в настоящем стандарте соответствуют Международной температурной шкале 1990 г. МТШ-90[1).

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.558-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры

ГОСТ Р 51909-2002 Методы испытаний на стойкость к внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на транспортирование и хранение

ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия

ГОСТ 6651-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний ГОСТ 14254-96 (МЭК 529—89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 22782.5-78 Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь». Технические требования и методы испытаний

ГОСТ 22782.6-81 Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «Взрывонепроницаемая оболочка». Технические требования и методы испытаний

ГОСТ 27883-88 Средства измерения и управления технологическими процессами. Надежность. Общие требования и методы испытаний

ГОСТ Р 30852.1-2002 (МЭК 60079-1:1998) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 1. Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка»

Издание официальное

ГОСТ Р 30852.10-2002 (МЭК 60079-11:1999) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 11 Искробезопасная электрическая цепь i

ГОСТ Р 8.854-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления эталонные низкотемпературные из платины и сплава родий-железо. Методика поверки

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального а1внтствз по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущею 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 беззамены.тоположе-ние. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1    Термины и определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1    термопреобразователь сопротивления; ТС: Средство измерения температуры, состоящее из чувствительного элемента сопротивления (ЧЭ) и внутренних соединительных проводов, помещенных 8 герметичный защитный корпус, внешних клемм или проводов, предназначенных для подключения к измерительному прибору.

Примечание — В состав термопреобразователя могут входить конструктивно связанные с ним крепежные и коммутационные средства.

3.1.2    чувствительный элемент термопреобразователя; ЧЭ: Резистор из металлической проволоки или пленки с выводами для крепления соединительных проводов, имеющий определенную зависимость электрического сопротивления от температуры и предназначенный для применения в термопреобразователях сопротивления.

3.1.3    защитный корпус: Конструктивный элемент ТС. обеспечивающий его механическую прочность и устойчивость к воздействию внешней среды.

3.1.4    длина погружаемой части ТС: Максимально возможная глубина погружения ТС в среду при температурах рабочего диапазона без нарушения его работоспособности.

3.1.5    минимальная глубина погружения ТС: Глубина погружения ТС в среду с равномерным распределением температуры такая, что дальнейшее погружение не приводит к изменению показаний на значение, превышающее 0.8 допускаемой погрешности.

Примечание — Минимальная глубина погружения ТС при эксплуатации зависит от теплообмена с измеряемым объектом и окружающей средой.

3.1.6    относительное сопротивление ТС при температуре f: Отношение сопротивления ТС при температуре t к его сопротивлению в тройной точке воды (273,16 К).

3.1.7    диапазон измерений ТС: Диапазон температур, в котором выполняется зависимость сопротивления ТС от температуры в пределах погрешности, нормированной в настоящем стандарте.

3.1.8    рабочий диапазон температур ТС: Диапазон температур, находящийся внутри диапазона измерений или равный ему. в пределах которого изготовителем установлены показатели надежности ТС.

3.1.9    номинальное сопротивление ТС: Сопротивление ТС при температуре тройной точки воды _в. нормированное производителем ТС и указанное в его маркировке. Рекомендуется выбирать из ряда: 10,25.50.100 Ом.

3.1.10    нестабильность ТС: Изменение сопротивления ТС после циклического изменения температуры в рабочем диапазоне или за время межповерочного интервала.

3.1.11    измерительный ток: Сила электрического тока, протекающего через чувствительный элемент ТС при измерении температуры.

2

ГОСТ P 8.855—2013

3.1.12    самонагрев ТС: Повышение температуры термопреобразователя, вызванное нагревом ЧЭ измерительным током.

Примечание — Самонагрев ТС при эксплуатации зависит от теплообмена с измеряемым объектом и окружающей средой.

3.1.13    электрическое сопротивление изоляции ТС: Электрическое сопротивление между внешними выводами термометра и защитным корпусом при комнатной или другой заданной температуре. измеряемое при заданном измерительном напряжении.

3.1.14    время термической реакции: Время, которое требуется для изменения показаний ТС на определенный процент от полного изменения, при ступенчатом изменении температуры среды.

Примечание — Для определения времени термической реакции необходимо указывать параметры среды (как правило, воды и воздуха), нормировать процент от полного изменения показаний ТС (как правило.10 %. 50 %. 63.2 % или 90 %) и указывать скорость потока (как правило, от 0.1 до 1 м/с в воде, более 3 м/с на воздухе).

3.1.15    характеристика преобразования электрического сопротивления в температуру:

Зависимость сопротивления ТС от температуры, индивидуальная для каждого эталонного ТС. и должна определяться при проведении первичной поверки или при калибровке.

3.2    Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ТСП — термопреобразователь с ЧЭ из платины.

ТСРЖ — термопреобразователь с ЧЭ из сплава родий-железо.

3.3    Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

W, = R/R₂7316 к — относительное сопротивление ТС при температуре t.

R, — сопротивление ТС при температуре t, Ом;

R₂7з _16к(или R_na) — сопротивление ТС при температуре тройной точки воды. Ом;

W_Ga — относительное сопротивление ТС при температуре плавления галлия;

— относительное сопротивление ТС при температуре тройной точки ртути;

W₁₀o — относительное сопротивление ТС при температуре 100 °С (373,15 К);

W₄^K — относительное сопротивление ТС при температуре 4.2 К.

4 Классификация

4.1 В соответствии с ГОСТ 8.558 настоящий стандарт распространяется на низкотемпературные термопреобразователи (ТС) 0-го, 1-го, 2-го и 3-го разрядов.

4 .2 В зависимости от применяемого чувствительного элемента ТС подразделяются на: с чувствительным элементом из платины и ЧЭ из сплава родий-железо. Типы ТС и ЧЭ. на которые распространяется настоящий стандарт, приведены в таблице 1.

4.3    В зависимости от диапазона температур и области использования применяют термометры капсульного и стержневого видов.

4.4    Основные параметры, характеризующие типы низкотемпературных разрядных ТС, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Тип ТС Наименование ЧЭ Модификация Диапазон температур. К Разряд Номинальное сопротивление Я1ГВ. Ом, ±1 % ТСП Проволочный Стержневой От 77 до 373 1:2:3 10; 25; 50:100 Капсульный От 13.8 до 373 0; 1:2:3 25; 50; 100 Пленочный Стержневой От 77 до 373 2; 3 100 Капсульный От 77 до 373 2; 3 100 ТСРЖ Проволочный Капсульный От 1.5 до 302 0; 1;2;3 100 Пленочный Капсульный От 1.5 до 302 2:3 100: 27

Примечани е — Допускается изготовление ТС указанных модификаций с рабочим диапазоном измеряемых температур, находящимся внутри приведенных выше диапазонов.

4.5 Характеристика преобразования электрического сопротивления в температуру — индивидуальная для каждого ТС. и ее определяют при проведении градуировки в процессе поверки или калибровки.

5 Основные технические требования

5.1 Значение относительного сопротивления ТС — в соответствии с приведенным в таблице 2.

Таблица 2 — Относительное сопротивление эталонных ТС

Тип ТС Наименование ЧЭ Разряд ТС Модификация ТС Диапазон температур. К *Ог не менее J&. не менее* ТСП Проволочный 0 Капсульный От 13.8 до 303 1,11807 0.844235 1.3925 — 1 От 13,8 до 373 1.11807 0.844235 1.3925 2 и 3 1.11795 0.844391 1.3921 3 1,11761 — 1.391 1 Стержневой От 77 до 373 1.11807 0.844235 1.3925 2 1.11795 0.844391 1.3921 3 1.11761 — 1.385 Пленочный 2 Капсульный и стержневой От 77 до 373 — — 1.391 3 Капсульный и стержневой От 77 до 373 — — 1.385 ТСРЖ Проволочный Ои 1 Капсульный От 1.5 до 303 — — — От 0.072 до 0.08 Проволочный и пленочный 2 и 3 Капсул ьный От 1.5 до 303 — — — От 0.07 до 0.085

* Для выполнения технических требований настоящего стандарта для ТС типа ТСП каждого разряда достаточно соответствия одному из приведенных значений относительного сопротивления (IVq* . или W<oo)-

5.2 Значения нестабильности ТС (в температурном эквиваленте) не должны превышать приведенных в таблице 3.

Таблица 3

Тип ТС Разряд ТС Диапазон Нестабильность. Л Г, К. не более, при температур. К 13.8 К 24.5 К 77.3 К 273.16 К 4.2 К 0 От 13.8 до 303 10.001 10.001 10.0008 10.0008 ТСП 1 10,003 10.003 10.002 10.002 2 От 13.8 до 373 10.006 10.005 10.004 10.004 3 10.010 10.007 10.006 10.006 0 — — — 10.001 10.0005 ТСРЖ 1 От 1.5 до 302 — — — 10.003 10.002 2 — — — 10.010 10.005 3 — — — 10.020 10.020

ГОСТ P 8.855—2013

Значения нестабильности ТС АТв температурном эквиваленте определяют по формуле

ЛГ= Afii/tdR/dT),,    (1)

где АТ — нестабильность в температурном эквиваленте. К;

AR_T — изменение сопротивления R^

(dfi/dT), — значение производной функции изменения сопротивления ТС от температуры при температуре Т, Ом/К.

5.2.1    Для ТС типа ТСП двадцатикратное циклическое изменение температуры в диапазоне от (77 г 1) до (373 г 1)Кне должно вызывать изменения сопротивления л/?_{273 16К}, в температурном эквиваленте, более значений нестабильности, нормированных втаблице 3 для ТС соответствующего разряда.

5.2.2    Для ТС типа ТСРЖ пятикратное циклическое изменение температуры в диапазоне от (4.2 г 0.2) до (293 ± 1) К не должно вызывать изменения сопротивления aR₂₇₃₁₆ к- ^в температурном эквиваленте, более значений нестабильности, нормированных в таблице 3 для ТС соответствующего разряда.

5.3 Границы доверительных абсолютных погрешностей эталонныхТС при доверительной вероятности Р = 0.95, с учетом нестабильности, не должны быть более приведенных в таблице 4.

Таблица 4 — Границы доверительных абсолютных погрешностей эталонных ТС

Тип ТС Наименование ЧЭ Разряд ТС Диапазон температур. К Г раницы доверительных абсолютных погрешностей, К ТСП Проволочный 0 От 13,8 до 373 0.002 1 От 0.005 до 0.01 2 От 0.015 до 0.05 3 От 0.03 до 0.08 Пленочный 2 От 77 до 373 От 0,015 до 0.05 3 От 0,03 до 0.08 ТСРЖ Проволочный 0 От 1.5 до 303 От 0.001 до 0.002 1 От 0.003 до 0.01 Проволочный и пленом-ный 2 От 0,015 до 0,05 3 От 0.03 до 0.1

5.4    Схема соединения ЧЭ ТС должна быть четырехпроводная.

5.5    Значение электрического сопротивления изоляции между электрической цепью чувствительного элемента ТС и корпусом, при температуре окружающей среды (20 ± 5) °С и относительной влажности воздуха (60 ±15) %, должно быть не менее:

150 МОм — для ТС 0-го разряда;

100 МОм — для ТС 1-го, 2-го и 3-го разрядов.

Требования к электрической прочности изоляции должны быть установлены в технической документации на ТС конкретных типов.

5.6    Значение измерительного тока для ТС 1.2 и 3-го разрядов должно быть таким, чтобы самонаг-рев измерительным током не приводил к повышению его сопротивления, в температурном эквиваленте, более, чем на 0.2 максимального значения допускаемой погрешности.

Примечани в — Для ТС 0-го разряда градуировочная характеристика приводится при измерительном токе, экстраполированном к нулевому значению, при этом самонатрев измерительным током не должен превышать значений, нормированных для ТС 1-го разряда.

5.7    Размеры эталонных ТС

Для ТС 0-го и 1-го разрядов: длина погружаемой части ТС стержневого вида — не менее 550 мм. внешний диаметр — не более 7,5 мм; длина погружаемой части ТС капсульного вида — от 20 до 60 мм. внешний диаметр — не более 6 мм. Допуск для размеров диаметров внешней оболочки — не более ±0.2 мм.

5

Размеры ТС 2-го и 3-го разрядов должны быть установлены в технической документации на ТС конкретного типа.

Требования к прямолинейности корпуса должны быть установлены в технической документации на ТС конкретных типов.

5.8    Минимальная глубина погружения должна быть установлена в технической документации на ТС конкретных типов.

5.9    Требования к времени термической реакции должны быть установлены в технической документации на ТС конкретных типов.

5.10    Требования к массе ТС должны быть установлены в технической документации конкретного типа ТС.

5.11    Требования к надежности и методы испытаний на надежность должны быть установлены в технической документации на ТС конкретного типа по ГОСТ 27883.

5.12    Вид климатического исполнения ТС — УХЛ4поГОСТ 15150.

5.13    Требования к вибропрочности и виброустойчивости должны быть установлены в технической документации на ТС конкретного типа.

5.14    Требования к взрывобезопасности и искробезопасности. должны быть установлены в технической документации на ТС конкретного типа в соответствии с ГОСТ Р 30852.1 и ГОСТ Р 30852.10.

5.15    Требования к герметичности защитной оболочки, к влаго и пылезащищенности ТС должны быть установлены в технической документации на ТС конкретного типа.

5.16    Требования к сохраняемости, ремонтопригодности, транспортированию и хранению эталонных ТС должны быть установлены в технической документации на ТС конкретных типов.

5.17    Комплектность

В комплект поставки должны входить:ТС, техническое описание или руководство по эксплуатации, паспорт (ПС), футляр.

5.18    Маркировка

На ТС должны быть нанесены: условное наименование (тип), заводской номер, обозначение предприятия-изготовителя, год выпуска. Для малогабаритных ТС указанные обозначения допускается наносить на футляр или бирку, прикрепленную к корпусу. Данные должны быть занесены в паспорт ТС.

5.19    Упаковка

ТС должен быть упакован согласно технической документации на конкретный тип термопреобразователя.

6 Виды испытаний

6.1    Испытания для целей утверждения типа ТС

Испытания проводят в соответствии с (2] на нескольких, но не менее, чем трех образцах ТС. Программа обязательных испытаний приведена в таблице 5. Перечень может быть дополнен испытаниями на соответствие техническим требованиям, специфическим для ТС конкретного типа.

6.2    Приемо-сдаточные испытания

Проводят для каждого образца ТС после изготовления. Перечень контролируемых характеристик следует устанавливать в технической документации на термометры. Перечень необходимых испытаний. позволяющих классифицировать ТС. как соответствующий настоящему стандарту, приведен в таблице 5.

6.3    Поверка ТС

Для эталонных ТС. включенных в Государственный реестр средств измерений, проводят первичную и периодическую поверку. Для остальных ТС проводят калибровку. Объем и последовательность первичной и периодической поверок ТС устанавливается в соответствии с ГОСТ Р 8.854. Перечень обязательных контролируемых параметров приведен в таблице 5.

6

ГОСТ P 8.855—2013

Таблица 5 — Обязательные характеристики, контролируемые при проведении различных видов испытаний

Наименование характеристики Пункт настоящего стандарта (требования) Пункт настоящего стандарта или обозначение стандарта Обяэате/ъиость контроля при испытаниях для утверждения типа приемо сдаточных первичной и периодической поверках Внешние дефекты, маркировка, комплектность 5.17; 5.18 7.11; ГОСТ Р 8.554 ♦ ♦ ♦ Габаритные размеры, масса, прямолинейность корпуса 5.7; 5.10 ГОСТ Р 8.554 ♦ ♦ — Схема соединений с ЧЭ 5.4 7.3 ♦ ♦ ♦ Минимальная глубина погружения 5.8 7.4 + — — Герметичность защитной оболочки ТС 5.15 7.2 ♦ ♦ — Электрическое сопротивление изоляции 5.5 7.1 + ♦ ♦ Самонагрев (нагрев измерительным током) 5.6 7.5 ♦ — ♦ Сопротивления RTTB 4.4. таблица 1 7.7 ♦ ♦ ♦ Относи тельное сопротивление (IVq*. W*. W,oo. Wi3K) 5.1. таблица 2 7.8 + — + Стабильность 5.2. таблица 3 7.9 ♦ — ♦ Рабочий диапазон и абсолютная допускаемая погрешность измерения температуры 5.1; 5.3 7.10 ♦ ♦ ♦ Температурные циклы 5.2.1.5.2.2 7.9 ♦ — ♦ Время термической реакции 5.9 7.6 ♦ — — Устойчивость* и прочность к воздействию температуры и влажности окружающей среды, к воздействию вибрации*, прочность в транспортной таре к воздействию тряски, температуры и повышенной влажности 5.12. 5.13 ГОСТ Р 51909 ГОСТ 14254 ГОСТ Р 52931 ♦ Электрическая прочность изоляции 5.14 ГОСТ Р 52931 ♦ ♦ — Уровень взрывозащиты и некроза щиты* ГОСТ 22782.5 ГОСТ 22782.6 ♦ — — Виброустойчивость* и вибролрочность* 5.13 ГОСТ Р 52931 ♦ — — Надежность 5.11 ГОСТ 27883 + — — Влаго и пылезащищенность ТС* 5.15 ГОСТ 14254 ♦ — —

* Обязательность контроля характеристики при наличии требований в технической документации для ТС конкретного типа.

Примечания

1    При проведении первичной и периодической поверок испытания на стабильность проводятся при проведении градуировки по методике, изложенной в ГОСТ Р 8.854.

2    При проведении испытаний рабочею диапазона и абсолютной допускаемой погрешности измерения температуры проводят испытания на самонагрев (нагрев измерительным током).