МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ДАТЧИКИ СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЕ
ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ДАТЧИКИ СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬН Ы Е ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЕ
Общие технические требования и методы испытаний
Strain-gauge load cells.
General technical requirements and test methods
MKC 17.100 19.060
ОКП 42 7371_
Дата введения 01.01.93
Настоящий стандарт распространяется на датчики силоизмерительные тензорезисторныс общетехнического применения с проволочными или фольговыми тенэорезисторами, предназначенные для использования в устройствах измерения статических или медленно изменяющихся сил, и устанавливает общие технические требования и методы испытаний.
Требования разд. 2 (ип. 2.1 и 2.2), 3, 4 и 6 являются обязательными, другие требования настоящего стандарта валяются рекомендуемыми.
Перечень органнзаиионно-методических документов дан в приложении I, перечень терминов и определений — в приложении 2.
I. КЛАССИФИКАЦИЯ
1.1. По методу соединения тензорезисторов с упругим элементом датчики подразделяют на:
- тензорезисторные фольговые или проволочные на клеевой основе (с подтожкой и без подложки);
- тем зоре зисторные проволочные и на бссклеевой основе.
1.2. По направлению измеряемой силы датчики подразделяют:
- дтя измерения силы сжатия;
- дтя измерения силы растяжения:
- на уннверсатьные.
2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
2.1. Датчики подрахтеляют по номинальным нагрузкам, категориям точности, значению рабочего коэффициента передачи (РКП). диапазонам рабочих температур и показателям надежности |
|
(см. табл. 1). |
Таблица 1 |
|
Наименование показателя, размерность |
Значение показателя |
|
Номинальные усилия. кН |
Выбирают из ряда R10 по ГОСТ 8032 |
|
Категория точности |
0.02; 0.03; 0.(М; 0.05; 0.06; 0.10; 0.15; 0.20; 0.25; 0.30; 0.40: 0.50:0.60; 1.00: 2.00 |
|
Рабочий коэффициент передачи (РКП) при номинальной нагрузке. мВ/В |
0.5; 1,0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0* |
|
Диапазон рабочих температур. *С |
Выбирают по ГОСТ 12997 |
|
И здание официальное |
Перепечатка воспрещена |
|
|
© Издательство стандартов. 1991 © ИПК Издательство стандартов. 2004 |
|
|
С. 2 ГОСТ 28836-90 |
Продолжение табл. 1 |
|
Наименование показателя, размерность |
Значение показателя |
|
Заданная наработка**, ч |
250; 500; 750; 1000; 1500; 2000 |
|
Вероятность безотказной работы за заданную наработку** |
0.80; 0.85; 0.90; 0.92; 0.94 |
|
Полный средний срок службы, лет |
10 |
• Для датчиков категории точности с 0.02 по 0.20 включительно допускаются индивидуальные значения РКП при номинальном нагрузке для каждого экземпляра, указываемые в сопроводительной документации.
** Конкретные значения заданной наработки и вероятности безотказной работы выбирают из ряда и устанавливают в технических условиях на датчик конкретного типа по согласованию с заказчиком. Критерий отказа указывают в технических условиях на датчик конкретного типа.
2.2. Значения метрологических характеристик в зависимости от категории точности датчика не должны превышать указанных в табл. 2.
|
Таблица 2 |
|
Наименование составляющей погрешности |
Предел допускаемых значений составляющих погрешностей в процентах от номинального значения РКП, для категории точности датчиков |
|
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0.06 |
0,10 |
0.15 |
0.20 |
|
Систематическая составляющая |
±0.02 |
±0,03 |
±0.04 |
±0,05 |
±0.06 |
±0.10 |
±0.15 |
±0.20 |
|
Нелинейность |
|
Г нстсрсзнс |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.05 |
0.06 |
о.ю |
0.15 |
0.20 |
|
Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей |
±0.010 |
±0.015 |
±0.020 |
±0.025 |
±0.030 |
±0.050 |
±0.075 |
±0.100 |
|
Изменение НКП при изменении температуры на 10 *С |
|
Изменение РКП при изменении температуры на 10 'С |
|
|
Продолжение табл. 2 |
|
Наименование составляющей погрешности |
Предел допускаемых значений составляющих погрешностей в процентах от номинального значения РКП, для категории точности датчиков |
|
0.25 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
1.00 |
2.00 |
|
Систематическая составляющая
Нелинейность |
±0.25 |
±0.30 |
±0.40 |
±0.50 |
±0.60 |
±1.00 |
±2.00 |
|
Гистерезис |
0.25 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
0.60 |
1.00 |
2.00 |
|
Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей
Изменение НКП при изменении температуры на 10 *С
Изменение РКП при изменении температуры на 10 *С |
±0.125 |
±0.150 |
±0.200 |
±0.250 |
±0.300 |
±0.500 |
±1.000 |
|
ГОСТ 28836-90 С. 3
2.3. Значение начального коэффициента передачи (IIКП) датчика нс должно превышать 2.5 % номинального значения РКП.
2.4. Метрологические характеристики датчика должны оставаться в пределах допускаемых значений после воздействия на него в течение нс менее 5 мин нагрузки, превышающей номинальную на 25 %.
2.5. Метрологические характеристики датчика должны быть в пределах допускаемых значений при угловом отклонении направления измеряемой силы относительно оси датчика до 0.5" включительно. При более значительных отклонениях возможно нормирование дополнительной погрешности в стандартах и технических условиях на датчики конкретных типов.
2.6. Изменение показаний датчиков во времени при непрерывном воздействии силы, равной верхнему пределу измерений, должно регламентироваться в стандартах и технических условиях на датчики конкретных типов.
2.7. Значение наименьшего сопротивления изоляции электрических цепей датчиков должно соответствовать указанным в табл. 3.
|
Таблица 3 |
|
|
Сопротивление изоляции, МОм |
|
Тип датчика |
при температуре (20 ± 5)'С и относительной влажности от 30 % до 80 %, нс менее |
после воздействия температуры (30 ± 5) 'С и относительной влажности до (95 ±3) %, не менее |
|
Тснзорсзисторныс фольговые или проволочные на клеевой основе |
1000 |
200 |
|
Тснзорсзисторныс проволочные на бсс-клссвой основе |
100 |
3 |
|
2.8. По устойчивости и (или) прочности к воздействию окружающей среды, к механическим воздействиям, к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха, а также в части требований к изделиям в транспортной таре датчики должны соответствовать требованиям ГОСТ 12997 по группам (видам), указанным в технических условиях.
Датчики, по согласованию с потребителем, должны в транспортной таре выдерживать воздействия:
- тряску с ускорением 30 м/с2 при частоте ударов от 10 до 120 в минуту;
- температуру от минус 50 "С до плюс 50 *С;
- относительную влажность (95 ± 3) % при температуре 35 "С.
2.9. Наибольшие допускаемые значения напряжения питания постоянного или переменного тока промышленной частоты должны устанавливаться в стандартах и технических условиях на датчики конкретных типов и соответствовать требованиям ГОСТ 18953.
2.10. Маркировку датчиков проводят согласно технической документации на датчики конкретных типов. На датчике должны быть нанесены следующие обозначения:
- товарный знак предприятия-изготовителя;
- условное обозначение датчика:
- номер датчика;
- год выпуска;
- номинальное усилие;
- класс точности:
- номинальное значение РКП;
- предельное значение напряжения питания.
2.11. Упаковка датчиков — по ГОСТ 12997.
2.12. Допускается транспортировать датчики всеми видами транспорта. Условия транспортирования — по группе 7 ГОСТ 15150.
2.13. Условия хранения датчиков — по группе I ГОСТ 15150.
2.14. Гарантии изготовителя должны указываться в стандартах и технических условиях на датчики конкретных типов и обеспечивать их соответствие требованиям настоящего стандарта при соблюдении указанных условий применения, хранения и транспортирования.
3. ПАРАМЕТРЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ СОВМЕСТИМОСТЬ
3.1. Значения сопротивлений датчиков тензорезисторных проволочных на бесклеевой и клеевой основах без подложки выбирают из ряда R 20 по ГОСТ 8032 с отклонениями от номинальных значений, регламентируемыми в стандартах и технических условиях на датчики конкретных типов.
Для датчиков тензорезисторных фольговых или проволочных на клеевой основе с подложкой значения сопротивлений должны соответствовать указанным в табл. 4.
|
Таблица 4 |
|
Наименование сопротивления |
Значение сопротивления. Ом |
|
Входное |
95 * 0.5 |
190 ± 1.0 |
380 ± 2.0 |
760 ± 4.0 |
1520 18.0 |
|
Выходное |
100 ± 1.0 |
200 ± 2.0 |
400 ± 4.0 |
800 ± 8.0 |
1600 ± 16.0 |
|
4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
4.1. Показатели безопасности по ГОСТ 12.2.007.0 регламентируют в стандартах и технических условиях на датчики конкретных типов.
5. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ, ТРЕБОВАНИЯ К ДАТЧИКАМ СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫМ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫМ ДЛЯ ЭКСПОРТА
5.1. Лакокрасочные покрытия наружных поверхностей датчиков должны быть не ниже III класса, а внутренние — не ниже V класса по ГОСТ 9.032.
5.2. Комплектующие изделия должны применяться в том же исполнении, что и основное изделие.
5.3. Гарантийный срок эксплуатации — 12 мес с момента проследования через государственную границу.
6. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
6.1. Приемосдаточные испытания
6.1.1. Каждый датчик проверяют на соответствие требованиям пп. 2.2, 2.3, 2.7, 2.8 в части устойчивости к воздействию температуры, влажности окружающего воздуха, устойчивости к механическим воздействиям и п. 3.1.
6.1.2. Допускается датчики категории точности 0.25 и ниже проверять на соответствие требованиям п. 2.8 в части устойчивости к воздействию температуры, влажности окружающего воздуха и устойчивости к механическим воздействиям выборочно, но нс менее чем на трех датчиках из партии, объем которой установлен по ГОСТ 18242*.
6.1.3. В случае повторных испытаний проверку датчиков, забракованных по метрологическим характеристикам, проводят по всем пунктам, а датчиков, забракованных по другим характеристикам. — по пунктам несоответствия.
6.2. При периодических испытаниях датчики проверяют на соответствие требованиям пп. 2.2;
2.8, 3.1.
6.2.1. Для периодических испытаний отбирают не менее трех датчиков, прошедших приемосдаточные испытания. Если хотя бы один из них не соответствует хотя бы одному пункту настоящего стандарта, проводят повторные испытания на удвоенном количестве датчиков, результаты которых являются окончательными.
6.3. Испытания на надежность — по ГОСТ 27883.
6.4. Условия испытаний датчиков при проверке по пп. 2.2 (кроме изменения НКП и РКП при изменении температуры на 10 ’С). 2.3—2.6 должны быть следующими:
- температура окружающей среды (20 ± 5) *С;
- относительная азажность от 30 % до 80 %;
- атмосферное давление от 84 до 106.7 кПа;
- длительность прогрева током питания не менее 15 мин.
На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 50779.71-99.
6.5. Входное и выходное сопротивления да пиков (п. 3.1) следует проверять при помощи омметра класса точности 0,2 по ГОСТ 23706 на соответствующих диагоналях электрической схемы.
6.6. Метрологические характеристики даииков проверяют при нагружении дапнков на образцовых силоизмерительных машинах по ГОСТ 25864, установках непосредственного нагружения или мерами силы соответствующего разряда. При этом абсолютное значение предела допускаемой погрешности средств нагружения и вторичной аппаратуры должно быть не менее чем в два раза меньше категории точности испытуемого дапика.
Допускается поверка испытуемого дапика при помощи образцового дапика или группы датчиков по методике, утвержденной в установленном порядке.
6.6.1. Метрологические характеристики дапнков (п. 2.2, кроме изменения НКП и РКП при изменении температуры на 10 ’С) следует проверять измерением коэффициентов передачи при не менее чем трехкратном нагружении согласно п. 4.3 в прямой и обратной последовательности по ступеням, чисто и значения которых регламентируются в стандартах и технических условиях на даникн конкретных типов.
При нахождении значений метрологических характеристик значения РКП определяют как разность измеренного сигната и нулевого сигната для первого нагружения, отнесенную к напряжению питания.
Примечания:
1. Допускается предварительная нагрузка на дапик нс более 10 % номинатьного значения. В этом случае за начальный сигнал принимается условный ноль, соответствующий выходному сигналу предварительно нагруженного дапика при первом нагружении.
2. При использовании контрольной аппаратуры, измеряющей выходной сигнал в милливольтах, допускается вводить в формулы вместо значений коэффициентов передачи соответствующие значения выходных сигналов.
3. Для дапнков, у которых линия действия измеряемого усилия совпадает с их осью симметрии, поверку проводят с поворотом дапика на 120’послс каждого цикла нагружения.
6.6.2. Систематическую состадляющую погрешности (yf) на /-й ступени нагружения в процентах от номинального значения РКП определяют по формуле
_ 0.5(*, + ЛГрвр)-А-р, ..... (I)
где к„ к^ — средние значения РКП на /-Й ступени нагружения соответственно в прямой и обратной последовательности нагружения: ку, — расчетное значение РКП на /-ступени нагружения, определяемое как
« *22! (2) П ’
где / — порядковый номер ступени нагружения (/ = I; 2;.. : /г): п — число ступеней нагружения: кщд,, — номинальное значение РКП при номинальной нагрузке.
6.6.3. Нелинейность (уне,,) на i-й ступени нагружения в процентах от номинального значения РКП определяют по формуле
• 100,
где к— среднее значение РКП при номинальной нагрузке.
6.6.4. Гистерезис (yw) на /-й ступени нагружения в процентах от номинального значения РКП определяют по формуле
~ ■ 100.
6.6.5. Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности (у<^) на /-й ступени нагружении в процентах от номинального значения РКП определяют по формуле
Z (кц — к,)* + Z - Лоб|у)^
/-1_Г-1_
2п- I
100.
где к/,, кдф — значения РКП в прямой и обратной последовательности соответственно на /-й ступени нагружения;
I— порядковый номер цикла нагружения; т — количество циклов нагружения.
6.7. Изменение НКП и РКП датчика при воздействии температуры окружающей среды определяют следующим образом.
Датчик помещают в климатическую камеру с точностью поддержания температуры нс менее ± 3 *С и измеряют значение температуры в камере.
Измеряют НКП. нагружают номинальной нагрузкой и измеряют РКП. Измерение НКП и РКП проводят по трем нагружениям. Затем температуру в камере с незагруженным датчиком изменяют до верхнего (нижнего) рабочего значения, регламентированного для датчика конкретного типа, и выдерживают в течение времени, установленного дтя данного датчика, но нс менее 2 ч.
Измеряют НКП и РКП при трехкратном нагружении номинальной нагрузкой.
6.7.1. Изменение НКП датчика (уАг0,) при изменении температуры окружающей среды на 10 'С в процентах от номинального значения РКП определяют по формуле
• 100.
где k,w— среднее значение НКП при максимальной (минимальной) рабочей температуре;
ЛJ— разность максимальной (минимальной) и нормальной температур в камере; к,среднее значение НКП при нормальной температуре.
6.7.2. Изменение РКП датчика (уАг;) при изменении температуры окружающей среды на 10 “С в процентах от номинального значения РКП определяют по формуле
Yк,=
100.
где к, — среднее значение РКП при номинальной нагрузке и максимальной (минимальной) температуре.
6.8. Значение НКП датчика <уА:0) в процентах от номинального значения РКП (п. 2.3) определяют по формуле
6.9. Перегрузку датчика (п. 2.4) создают любым нагружающим устройством с погрешностью не более 5 %. Датчик нагружают усилием 1.25 Рм<т и выдерживают под нагрузкой не менее 5 мин. Затем датчик разгружают. Через 5 мин после разгружения метрологические характеристики датчика должны быть в пределах указанных значений.
6.10. Проверку датчика на воздействие углового отклонения направления измеряемой силы относительно продольной оси датчика (п. 2.5) осуществляют установкой датчика с перекосом 0.5*, метрологические характеристики датчика при этом должны оставаться в пределах допускаемых значений.
6.11. Проверку сопротнатения изоляции электрических цепей датчика (п. 2.7) проводят при помощи мегаомметров или автоматических средств измерения сопротнатения с погрешностью, не превышающей ± 20 %. Сопротивление изоляции измеряют постоянным напряжением до 100 В.
Датчик выдерживают в камере влажности в течение указанного для него времени в выключенном состоянии, а затем извлекают из камеры.
Измерение сопротивления изоляции проводят между корпусом и любым выводом электрической схемы датчика не ранее чем через 2 ч посте извлечения из камеры и выдержки в нормальных условиях.
6.12. Испытания датчика на устойчивость и (или) прочность к воздействию окружающей среды, к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха, к механическим воздействиям, а также испытания датчиков на соответствие требованиям к ним в транспортной таре — по ГОСТ 12997.
ПЕРЕЧЕНЬ
о ртами шнионно-методических и обще технических стандартов, необходимых при разработке технических заданий и технических условий на датчики силон{мерительные
теи зоре зисторныс конкретных типов
ГОСТ 9.302-88 (ИСО 1463-82, ИСО 2064-80. ИСО 2106-82, ИСО 2128-76, ИСО 2177-85. ИСО 2178-82, ИСО 2360-82, ИСО 2361-82, ИСО 2819-80, ИСО 3497-76. ИСО 3543-81. ИСО 3613-80, ИСО 3882-86. ИСО 3892-80, ИСО 4516-80, ИСО 4518-80. ИСО 4522-1-85, ИСО 4522-2-85, ИСО 4524-1-85. ИСО 4524-3-85. ИСО 4524-5-85. ИСО 8401-86)
Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены
Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы
Государственная система обеспечения единства измерений. Организация и порядок проведения государственных испытаний средств измерений
Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений
Государственная система обеспечения единства измерений. Государственные испытания средств измерений. Основные положения
Единая система зашиты от коррозии и старения материалов и изделий. Временная противокоррозионная зашита изделий. Обшис требования
Единая система зашиты от коррозии и старения материалов и изделий. Покрытия лакокрасочные. Группы, технические требования и обозначения
Единая система зашиты от коррозии и старения материалов и изделий. Покрытия лакокрасочные. Г руппы условий эксплуатации
Единая система зашиты от коррозии и старения материалов и изделий. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля
На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.009—94.
С. 8 ГОСТ 28836-90
Система стандартов безопасности труда. Эле ктробе зол ас ноет ь. Защитное заземление, зануление
Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности
Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономстрнчсскнс требования
Система стандартов безопасности труда. Циста сигнальные и знаки безопасности
Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные
Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений
Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Методы оценки показателей надежности
Бумага конденсаторная. Общие технические условия
Ящики дощатые неразборные для грузов массой до 500 кг. Общие технические условии Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел
Бумага-основа и бумага двухслойная водонепроницаемая упаковочная. Технические условия
Эмали ХВ-124. Технические условия Пленка полиэтиленовая. Технические условия Изделия ГСП. Общие технические условия Маркировка грузов
Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории. условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
Источники питания электрические ГСП. Общие технические условия
Машины силоизмср>гтсльныс образцовые 2-го разряда. Общие технические условия
Общегосударственные нормы допустимых индустриальных радиопомех
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное
ПЕРЕЧЕНЬ
терминов и определений, применяемых в иасюяшем стандарте
1. Датчик тензорезисторный фольговый или проволочный на клеевой основе — датчик, в котором деформации от упругого элемента передастся тснзорсзнсторам через клей, цемент тын другой материал.
2. Датчик тен зоре зисгориый проволочный на бес клеевой основе - датчик, в котором деформация от упругого элемента передастся непосредственно тснзорсзнсторам.
3. Универсальный датчик - датчик, конструкция которого позволяет применять его без переналадки хля измерения усилий растяжения и сжатия.
4. Категория точности .датчика — число, характеризующее комплекс метрологических характеристик (нелинейность, гистерезис, случайная состааляюшая. изменение НКП и РКП при воздействии температуры), значение которого равно или превышает на устаноатсннос значение предельное значение каждой из перечисленных состааляюших.
5. Ось тсизорсзисториого .датчика силы — направление, с которым по расчетам должен совпадать вектор измеряемой силы.
ГОСТ 28836-90 С. 9
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности и приборостроения СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госуларовенного комитета СССР но управлению качеством продукции и стандартам от 29.12.90 № 3510
3. ВЗАМЕН ГОСТ 15077-78, ГОСТ ЭД1 15077-84
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
5. 0|раничение срока действия снято но протоколу № 7—95 Межгосударственного совею по станларшэации, метрологии и сертификации (ИУС 11—95)
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2004 г.
1
На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 12.4.026-2001.
2
На территории Российской Федерации действует РД 50—690—89.
