ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ВНИИМ мм. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА»

МЕТОДИКА

ПОВЕРКИ РАБОЧИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПОСТОЯННОГО ПОЛЯ В ДИАПАЗОНЕ 1 • «Н—5 • 10-^г Тл

МИ 156-78

Моски ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ

1*7*

РАЗРАБОТАНА Научно-производственным объединением «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»

Генеральный директор Тарбееа Ю. В.

Руководитель темь) Шифрин В. Я.

Исполнители темы: Шифрин В. Я., Русанова В. Л.

ПОДГОТОВЛЕНА К УТВЕРЖДЕНИЮ Лабораторией законодательной метрологии НПО «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева»

Руководитель лаборатории Селиванов М. Н.

Исполнитель Тихонова Т. А.

УТВЕРЖДЕНА Научно-техническим советом НПО «ВНИИМ мм. Д. И. Менделеева» 29 марта 1978 г. (протокол №9)

УДК 621Л 7.421.089.68

МЕТОДИКА

ПОВЕРКИ РАБОЧИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПОСТОЯННОГО ПОЛЯ В ДИАПАЗОНЕ \ • 10 ⁸—5 • 10-² Тп

МИ 156-78

Настоящая методика распространяется на магпитомеханичес-кие*, ферромодуляционные, атомные, ядерно-лрсцсссионные, галь-ваномагнитные** тесламетры с пределами допускаемых, относительных погрешностей 0,002—10%; меры магнитной индукции с пределами допускаемых относительных погрешностей 0,1 —10% и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

1. ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

1.1. При проведении поверки должны выполнять операции и применять средства поверки, указанные в таблице.

Операция Номер пункта методики Средство поверки и его нормативно-техническая характеристика Внешним осмотр 4.1 — Опробование 4.2 —■

• Магнитомеханический тесламетр — тееламетр с магнитомеханическим преобразователем. м Гальваномагннтный тесламетр — тесла метр с галъваномагнитным преобразователем.

©Издательство стандартов, 1979

1

Продожение

Операция Номер пункта методики Средство поверки и его ипрчзтгвно-юхническап характеристика Определение систематической и случайном погрешностей атомных и ядорно*1)|нчцсссионных тесла метром 4.3.1 Поверочная установка (1-го разряда) для тесламетров и мер магнитной индукции с доверительно;'; погрешностью не более 1—0.002% в диапазоне соответственно 1 • 10'"—2-10-5 Тл и 0.002% в диапазоне 2-10-5— I■ 10-3 Тл: а)    с одно компонентной мерой (компаратором) для модульных тесла-метро» в диапазоне 1 • 10'5—1 • Ю'3Т.т б)    с трехкомпонентной мерой (компаратором) для векторных и модульных тесламетров в диапазоне 1 • 10"®—1 • 10-3 Тл Определение дополнительной ориентационной погрешности модульных ядерно-прецессион-ных и атомных тесламетров 4.3.2 То же Определение нестабильности ядерно-лреиесснонных и атомных тесламетров 4.3.4 • Определение основной погрешности магнитомеханнческих, ферромодуляцнонных и гальва-номагннтных тесламетров* 4.3.3 Образцовые меры магнитной индукции** 2-го или 3-го разрядов с трехкомпонентными катушками магнитной индукции в диапазоне 1 • 10-в— МО"3 Тл и однокомпонентными катушками — в диапазоне 1-Ю-з_5. ю-2 тЛ с 60-1-0.01% Определение нестабильности магнитомеханнческих, ферромодуляцнонных и гальваномаг-ннтных тесламетров 4.3.4 То же Определение дополнительной погрешности векторных тесламетров вследствие влияния поперечной к нормированному направлению компоненты магнитной индукции 4.3.5 Образцовые меры магнитной индукции 1, 2 и 3-го разрядов с трехкомпонентными катушками магнитной индукции в диапазоне 1 -10~8—■ МО-» Тл с д0= 1—0,01% Определение неортогональ-ности магнитных осей первичных преобразователей трехкомпонентных тесламетров 4.3.6 То же

2

Продолжение

Операция Номер пункта методики Среде то поиерч'и и ого нормативно-техническая характеристика Определение дополнительной температурной погрешности тесламетров*** 4.3.7 Обри -.цовые средства измерений по п 4 3.1 или по п. 4.3.3 и термостаты для первичного измерительного преобразователя (немагнитный) и измерительных и регистрирующих устройств. Погрешность поддержания температуры не должна превосходить ±2 К за 4 ч, объемная магнитная восприимчивость материалов немагнитного термостата не должна превышать 110-® ед. СИ Определение постоянной в геометрическом центре катушки магнитной индукции 4.3.8 Образцовые меры магнитной индукции 3-го разряда с однокомпо-нентнымн катушками магнитной индукции в диапазоне 1 • 10"5—5 • 10~* Тл с б0= 1-0,03% Векторные тесламетры (компараторы) типов М-27М; 41-424-72 ТУ; Г-74; ЗПИ 449.011 ТУ и др. Определение относительного изменения постоянной катушки магнитной индукции в ее рабочем объеме 4.3.9 То же

* — Для магнитомеханических тесламетров, у которых случайная составляющая сравнима с систематической, погрешности определяют раздельно в соответствии с пн. 4.3.1 и 4.3.3 методики.

♦• — Мера магнитной индукции (далее—мера) представляет собой комплекс устройств, включающий в себя катушку магнитной индукции, источник питания и средства измерений силы тока. Образцовая мера магнитной индукции в зависимости от требуемых условий поверки может включать в себя устройство для компенсации или экранирования .магнитного поля Земли, вариаций магнитного поля Земли и помех.

*** — По пп. 4.3.2, 4.3.5, 4.3.7 проводят первичную поверку тесламетров, вылущенных в единичных экземплярах, а также периодическую поверку в случаях. предусмотренных технической документацией.

1.2. Соотношение доверительных погрешностей образцовых средств измерений и пределов допускаемых относительных погрешностей рабочих средств измерений должно быть не более 1:3. Допускается градуировка тесламетров с допускаемой погрешностью 0.005—0,002% но образцовым средствам измерений 1-го разряда с доверительной погрешностью 0,002%.

2. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

2.1. При проведении поверки необходимо соблюдать следующие условия: температура, относительная влажность воздуха, ат-

2 Зах. 1284

мосфернос давление, напряжение питания, ориентация первичного измерительного преобразователя поверяемого тесламетра, поперечная компонента магнитной индукции (для векторных тесламст-ров) но требованиям, установленным для нормальных условий в технической документации на поверяемые средства измерений.

2.2.    Допускается проводить поверку в рабочих условиях, если при этом поверяемые и образцовые средства измерений сохраняют свои метрологические параметры.

2.3.    Однородность магнитного ноля, в котором проводят поверку, должна соответствовать следующим требованиям:

неоднородность магнитной индукции в объеме первичного измерительного преобразователя поверяемою тесла метра должна быть не более 1/3 систематической погрешности (или 1/3 дополнительной ориентационной, если она меньше систематической) ядерно-прецессионных и атомных тесламетров, а также 1/3 основной погрешности тесла метров других типов;

неоднородность магнитной индукции в рабочем объеме поверяемой меры должна быть не более 1/3 допускаемой погрешности меры;

неоднородность магнитной индукции в объеме первичного измерительного преобразователя должна быть не более 1/5 допускаемой погрешности меры.

2.4.    Влияние неточности установки оси образцовой меры в заданном направлении должно быть не более чем 1/5 погрешности поверяемых средств измерений.

2.4.1.    Магнитные оси образцовой меры при поверке тесламет-ров следует ориентировать в направлениях, нормированных в технической документации на поверяемый тесламетр, как направления измеряемых им компонентов магнитной индукции.

2.4.2.    Если направление измеряемой магнитной индукции не нормировано, то поверку проводят при произвольной ориентации оси образцовой меры в пространстве.

2.4.3.    При поверке мер магнитной индукции магнитные оси образцовой и поверяемой мер должны быть совмещены.

2.5.    Влияние магнитного поля Земли и источников помех на результат поверки тесламетров следует исключать путем компенсации или экранирования этого поля.

2.5.1.    Составляющая остаточной магнитной индукции вдоль нормированного направления (или направления магнитной оси образцовой меры) должна быть не более 1/5 основной (или систематической) погрешности поверяемых тесламетров, указанной в технической документации на данный тесламетр.

2.5.2.    Влияние поперечной к нормированному направлению составляющей магнитной индукции поля Земли должно быть не более чем 1/5 погрешности поверяемых средств измерений.

2.5.3.    Переменная часть остаточной магнитной индукции, влияющая на показания тесламетров, должна быть не более 1/3 случайной составляющей ядерно-прецессионных и атомных тесламет-

4

ров н 1/5 основной погрешности для тесламетров остальных типов и рабочих мер магнитной индукции, указанных в технической документации на данные тесламетры.

2.54. Допускается проводить поверку без полной компенсации составляющей магнитного поля Земли вдоль нормированного направления при условии выполнения остальных требований п. 2.5, а также определения некомпенсированного остатка в этом направлении по образцовому тесламетру с погрешностью не более 1/5 допускаемой основной (или систематической) погрешности поверяемого тесламетра, указанной в технической документации.

3. ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

3.1. Перед проведением поверки выполняются следующие подготовительные работы:

тесламетры и меры, подлежащие поверке, выдерживают при нормальных условиях, соответствующих требованиям п. 2.1 в течение времени, определенного технической документацией;

устройства поверяемых и образцовых средств измерений приводят в рабочее состояние (прогревают приборы под током в течение необходимого времени, проверяют степень компенсации магнитного поля Земли, правильность ориентации первичных измерительных преобразователей и мер и т. п.), предусмотренное инструкциями по их эксплуатации и требованиями разд. 2 настоящей методики.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

4.1.    При внешнем осмотре устанавливают соответствие комплектности (включая эксплуатационную документацию), маркировки и обозначений требованиям эксплуатационных документов на поверяемые средства измерений. Тесламетры и меры не должны иметь механических повреждений и неисправностей, влияющих на их работоспособность.

У поверяемых мер не должна быть нарушена изоляция обмоток; витки обмоток и другие детали должны быть неподвижно закреплены. На шильдике, укрепленном на каркасе или основании катушки магнитной индукции, должно быть указано сокращенное название предприятия, номер меры, приближенное значение постоянной по магнитной индукции и допустимая сила тока в обмотке.

Для мер, проходящих периодическую поверку, должно быть представлено свидетельство о предыдущей поверке. В технической документации на меру должны быть указаны ее допускаемая погрешность и размеры рабочего объема.

4.2.    При опробовании проверяют действие органов контроля, управления, регулирования, настройки и коррекции, которыми надо пользоваться при поверке и при эксплуатации поверяемого средства измерений.

5

Для мер с помощью омметра любого типа определяют отсутствие обрыва электрической цепи обмотки.

4.3. Определение метрологических параметров.

4.3.1. Систематическую и случайную погрешности атомных и ядсрно-прецсссионпых теслам строп определяют на поверочной установке 1-го разряда методом сличений (разновременных) образцового и поверяемого тесла метр а при помощи компаратора (меры). При этом образцовый тесла метр используют для определения постоянной меры и степени компенсации магнитного поля Земли.

Поверяемый тесламетр измеряет магнитную индукцию, воспроизводимую мерой, принимающей значения, соответствующие пределам измерений и точкам перекрытия диапазонов измерений.

В точках перекрытия диапазонов измеряют одну и ту же магнитную индукцию на каждом из смежных диапазонов.

Однодиапазонные тесламстры поверяются при трех-десяти значениях магнитной индукции (в зависимости от ширины диапазона измерений), равномерно распределенных по диапазону измерений.

Для атомных тесламстров при каждом значении магнитной индукции производят три-пять наблюдений, для ядерно-прецессион-ных 10—15 наблюдений.

При поверке модульных тесламетров мера (компаратор) создает магнитное поле в направлении поля Земли или по одной составляющей магнитной индукции поля Земли (в этом случае компенсируются поперечные составляющие магнитной индукции).

При поверке векторных тесламетров, предназначенных для измерений составляющих методом прямых измерений, мера (компаратор) создает магнитное поле в нормированном направлении (п. 2.4.1).

При этом измерения проводят при магнитной индукции поля меры, соответствующей нормальному значению поперечной компоненты.

При поверке тесламетров, основанных на косвенных измерениях компонент, мера (компаратор) создает магнитное поле одновременно по двум взаимно перпендикулярным нормированным направлениям, и тесламетром измеряют каждый из компонентов магнитной индукции. Среднее квадратическое отклонение результата наблюдений, определяющее случайную погрешность, рассчитывают по формуле

где V, — отклонение измеренных значений от среднего значения в серии наблюдений; п — число наблюдений.

6

Систематическую погрешность измерения определяют по формуле

где В и — среднее значение измеренной магнитной индукции;

В_л — действительное значение магнитной индукции, воспроизведенное мерой (компаратором).

Систематическая и случайная погрешности не должны превышать значений, нормированных в технической документации на поверяемые тесламстры.

4.3.2.    Дополнительную ориентационную погрешность модульных ядерно-прсцессионных и атомных тесламетров определяют по измерению показаний тесламетра при изменении ориентации оси первичного измерительного преобразователя относительно направления магнитного поля. Измерения проводят при ориентации оси преобразователя под углами, соответствующими нормальным условиям, а также нормированным в рабочих условиях пределам и середине допускаемых отклонений оси преобразователя от направления магнитного поля.

Дополнительную ориентационную погрешность определяют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях при значениях магнитной индукции, соответствующих нижнему и верхнему пределам измерений, а также середине диапазона измерений.

В обоснованных случаях допускается определять ориентационную погрешность при одном значении магнитной индукции в диапазоне измерений тесламетра.

Если рабочий диапазон углов не ограничен, то измерения проводят при изменении угла между направлением оси первичного измерительного преобразователя и направлением магнитного поля от 0 до 360° с интервалом 15° для атомных тесламетров и с интервалом 90° для ядерно-прецессионных тесламетров в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Ориентационную погрешность тесламетра определяют как наибольшее отклонение измеренных значений магнитной индукции (по параметру ориентации) в рабочих условиях от показаний, полученных при нормальных условиях.

Ориентационная погрешность не должна превышать значений, нормированных в технической документации на поверяемые тес-ламетры.

4.3.3.    Основную погрешность магнитомеханических, ферромоду-ляционных и гальваномагнитных тесламетров определяют по результатам прямых измерений поверяемым тесламетром магнитной индукции, воспроизводимой образцовой мерой в нормированном направлении (п. 2.4.1) при поперечной компоненте, соответствующей нормальным условиям.

Основную погрешность на числовых отметках шкалы (шкал) определяют на каждой отметке верхнего диапазона измерений. Допускается определять основную погрешность на других пределах измерений.

7

Основную погрешность при переключении диапазона измерений определяют на числовой отметке, находящейся вблизи 2/3 шкалы прибора.

На отметках шкалы и диапазона измерений, на которых получены наибольшие положительные отклонения измеренного значения магнитной индукции от действительного и наибольшие отрицательные значения (или наибольшие и наименьшие отклонения, если все отклонения одного знака), проводят дополнительные измерения. Отдельно, в этих же условиях, определяют погрешность на начальной отметке шкалы нижнего диапазона измерений.

За основную погрешность прибора принимают наибольшее по абсолютному значению отклонение измеренного значения магнитной индукции от действительного. Основная погрешность не должна превышать значений, указанных в технической документации на поверяемые тесла метры.

4.3.4.    Нестабильность тесламетров определяют по вариациям их показаний во времени при измерениях постоянной по значению и направлению магнитной индукции меры. Измерения по данной операции должны начинаться по истечении нормированного времени предварительного прогрева. Интервал между измерениями должен быть не более 1/4 наименьшего промежутка времени, нормированного по нестабильности в технической документации.

Измерения проводят с многократным отсчетом показаний, если соотношение случайной погрешности тесламетра и погрешности вследствие нестабильности не более 1:3.

Нестабильность тесламетров определяют как наибольшую разность между показаниями тесла метра за нормируемые интервалы времени.

Допускается определять нестабильность при одном значении магнитной индукции в диапазоне измерений тесламетра.

Нестабильность, определяемая при двух значениях магнитной индукции, соответствующих верхнему и нижнему пределам измерений, не должна превышать значений, нормированных в технической документации на поверяемые тесла метры.

4.3.5.    Дополнительную погрешность векторных тесламетров вследствие влияния поперечной к нормированному направлению компоненты магнитной индукции определяют по изменению показаний векторного тесламетра при изменении поперечной составляющей магнитной индукции, воздействующей на его первичный измерительный преобразователь.

Поверку осуществляют в образцовой трехкомпонентнон мере магнитной индукции при значении поперечной компоненты, соответствующей сначала нормальным условиям, а затем границам, нормированным в рабочих условиях.

Дополнительную погрешность определяют как наибольшее отклонение измеренных значений магнитной индукции в рабочих условиях (по значению поперечной компоненты) от показаний, полученных при нормальных условиях.

8