МП 202-006-2019
Преобразователи давления измерительные МН-4, MPR-1, PSD-4-ECO, А-1200 производства "WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG", Германия. Методика поверки

Заместитель директора хжзводственной метрологии «ВНИИМС»

" 17 " октября 2019 г.

Преобразователи давления измерительные МН-4, MPR-1, PSD-4-ECO, А-1200

производства «WIKA Alexander Wiegand SE & Со. KG», Германия

МП 202-006-2019

Настоящая методика распространяется на преобразователи давления измерительные МН-4, MPR-1, PSD-4-ECO, А-1200, изготавливаемые фирмой «WIKA Alexander Wiegand SE & Со. KG», Германия.

Преобразователи давления измерительные МН-4, MPR-1, PSD-4-ECO, А-1200 (далее -преобразователи) предназначены для измерений и непрерывных преобразований давления жидких или газообразных сред в унифицированный аналоговый выходной сигнал в виде постоянного электрического тока или напряжения постоянного тока, в цифровой выходной сигнал, в выходной сигнал широтно-импульсной модуляции.

Рекомендация устанавливает методику первичной (до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта) и периодической (в процессе эксплуатации) поверок преобразователей давления.

Рекомендованный интервал между поверками 3 года.

1    Операции поверки

При проведении поверки выполняют следующие операции:

-    внешний осмотр -5.1;

-    опробование - 5.2;

-    определение основной погрешности преобразователя - 5.3.

2    Средства поверки

2.1 При проведении поверки применяют средства поверки, указанные в таблице 1.

Таблица 1

Наименование средства поверки Основные метрологические и технические характеристики средств поверки Манометр абсолютного давления МПАК-15 Диапазон измерений от 0,133 до 400 кПа. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности: ±6,65 Па в диапазоне от 0,133 до 13,3 кПа; ±13,3 Па в диапазоне от 13,3 до 133 кПа; ±0,01 % от действительного значения измеряемого давления в диапазоне от 133 до 400 кПа Калибратор давления CPG1500 Пределы измерений избыточного давления от 0 до 100 МПа. Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % диапазона измерений (ДИ): ±0,05; ±0,1; ±0,15 Манометр грузопоршневой МП-2,5 Диапазон измерений от 0 до 0,25 МПа. Пределы допускаемой основной погрешности, %: ±0,01 % от измеряемого давления (при давлениях от 10 до 100 % от верхнего предела измерений); ±0,01 % от 0,1 верхнего предела измерений (при давлениях ниже 10 % от верхнего предела измерений) Манометр грузопоршневой МП-6 Диапазон измерений от 0,04 до 0,6 МПа. Пределы допускаемой основной относительной погрешности: ±0,005 % от измеряемого давления Манометр грузопоршневой МП-60 Диапазон измерений от 0,1 до 6 МПа. Пределы допускаемой основной относительной погрешности: ±0,005 % от измеряемого давления Манометр грузопоршневой МП-2500 Диапазон измерений от 5 до 250 МПа. Пределы допускаемой основной относительной погрешности: ±0,02 % от измеряемого давления Манометр грузопоршневой МП-600 Диапазон измерений от 1,25 до 60 МПа. Пределы допускаемой основной относительной погрешности: ± 0,01 % от измеряемого давления

Наименование средства поверки	Основные метрологические и технические характеристики средств поверки
Манометр цифровой МТ-210	Пределы измерений в диапазоне значений вакуумметрического давления от 0 до 80 кПа с погрешностью ±(0,2 % ИВ + 0,1 % ВПИ), в диапазоне значений избыточного давления от 0 до 3000 кПа с погрешностью ±(0,01 % ИВ + 0,005 % ВПИ)
Барометр рабочий сетевой БРС-1М	Диапазон измерений от 0,5 до 110 кПа. Пределы допускаемой погрешности абсолютной: ±20 Па, ±33 Па
Мановакуумметр грузопоршневой МВП-2,5	Диапазон измерений от 0 до 0,25 МПа избыточного давления. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности: ±5 Па, ±2 Па Диапазон измерений от 0 до 95 кПа вакуумметрического давления. Пределы допускаемой основной относительной погрешности: ±0,05 % от измеряемого давления ±0,02 % от измеряемого давления
Калибратор многофункциональный и коммуникатор BEAMEX МС6 (-R)	Пределы измерений напряжения от -1 до 60 В, пределы измерений постоянного тока от -100 до 100 мА. Пределы допускаемой основной погрешности: 3 разряд в диапазоне от -1 до 60 В; 2 разряд в диапазоне от -100 до 100 мА.
Источник питания постоянного тока Б5-47	Выходное напряжение до 40 В
Мультиметр 3458А	Пределы измерений напряжения от 0 до 10 В, пределы измерений постоянного тока от 0 до 100 мА. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности: ±(5 10'6ИВ + 0,05 Ю^ВПИ) в диапазоне от 0 до 10 В ±(25 Ю^ИВ + 4-10‘6ВПИ) в диапазоне от 0 до 100 мА
Магазин сопротивлений М602А	± (0,05 % ИВ + 15 мОм) от 0,1 до 199,999 Ом ± 0,02 % ИВ от 200,000 Ом до 2,00000 МОм ± 0,05 % ИВ от 2,0001 до 10,0000 МОм
Программирующее устройство IO-Link	Для IO-Link версий V 1.0 и V 1.1
Устройство для связи по протоколу 1*С
Персональный компьютер

2.2 Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью в соответствии с приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии № 1339 "Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа".

3    Требования безопасности

При проведении поверки соблюдают общие требования безопасности при работе с датчиками давления (см., например, ГОСТ 22520-85), а также требования по безопасности эксплуатации применяемых средств поверки, указанные в технической документации на эти средства.

4    Условия поверки и подготовка к ней

4.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

- температура окружающего воздуха от +21 до +25 °С;

относительная влажность окружающего воздуха не более 80 %;

-    давление в помещении, где проводят поверку (далее - атмосферное давление), в пределах от 84 до 106,7 кПа;

-    напряжение питания постоянного тока в соответствии с технической документацией на преобразователь. Номинальное значение напряжения питания и требования к источнику питания - в соответствии с технической документацией на преобразователь. Отклонение напряжения питания от номинального значения не более ±1 %, если иное не указано в технической документации на преобразователь;

-    сопротивление нагрузки при поверке - в соответствии с технической документацией на преобразователь;

колебания давления окружающего воздуха, вибрация, тряска, удары, наклоны, магнитные поля и другие возможные воздействия на датчик при его поверке не должны приводить к выходу за допускаемые значения метрологических характеристик;

-    импульсную линию, через которую подают измеряемое давление, допускается соединять с дополнительными сосудами, емкость каждого из которых не более 50 л.

4.2 Перед проведением поверки выполняют следующие подготовительные работы:

-    выдерживают преобразователь не менее 3 ч при температуре, указанной в п. 4.1, если иное не указано в технической документации на преобразователь;

-    выдерживают преобразователь не менее 0,5 ч при включённом питании, если иное не указано в технической документации;

устанавливают преобразователь в рабочее положение с соблюдением указаний технической документации;

-    проверяют на герметичность в соответствии с п. 4.3 систему, состоящую из соединительных линий для передачи давления, эталонов и вспомогательных средств для задания и передачи измеряемой величины.

4.2.1    Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей давления, разрежения с верхними пределами измерений менее 100 кПа, проводят при значениях давления (разрежения), равных верхнему пределу измерений поверяемого преобразователя.

Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей давления-разрежения, проводят при давлении, равном верхнему пределу измерений избыточного давления.

Проверку герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа, проводят при разрежении, равном 0,9-0,95 значения атмосферного давления.

4.2.2    При проверке герметичности системы, предназначенной для поверки преобразователей, на место поверяемого преобразователя устанавливают заведомо герметичный преобразователь или любое другое средство измерений с погрешностью измерений не более ±2,5 % ВПИ, и позволяющее зафиксировать изменение давления на величину 0,5 % от заданного значения давления. Далее в системе создают давление, установившееся значение которого соответствует требованиям 4.2.1, после чего отключают источник давления. Если в качестве эталона применяют грузопоршнсвой манометр, то его колонку и пресс также отключают.

Систему считают герметичной, если после 3-х мин выдержки под давлением, равным или близким верхнему пределу измерений преобразователя, не наблюдают падения давления (разрежения) в течение последующих 2 мин. При необходимости время выдержки под давлением может быть увеличено.

При проверке основной погрешности преобразователя систему считают герметичной, если за 30 с спад давления не превышает 0,3 % от верхнего предела измерений поверяемого преобразователя.

Допускается изменение давления (разрежения)в системе, обусловленное изменением температуры окружающего воздуха и рабочей среды.

5.1    Внешний осмотр

При внешнем осмотре преобразователей устанавливают:

-    соответствие его внешнего вида технической документации и отсутствие видимых дефектов;

-    наличие на корпусе преобразователя таблички с маркировкой, соответствующей паспорту или документу, его заменяющему;

наличие РЭ преобразователя, паспорта или документа, его заменяющего.

5.2    Опробование

При опробовании проверяют работоспособность и герметичность преобразователя.

5.2.1    Работоспособность преобразователя проверяют, изменяя измеряемую величину от нижнего до верхнего предельных значений. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала.

Работоспособность преобразователя давления-разрежения проверяют только при избыточном давлении; работоспособность преобразователей разрежения с верхним пределом измерений 100 кПа проверяют при изменении разрежения до значения 0,9 атмосферного давления.

5.2.3    Проверку герметичности преобразователя рекомендуется совмещать с операцией определения его основной погрешности.

Методика проверки герметичности преобразователя (п. 4.2.1, 4.2.2) имеет следующие особенности:

-    изменение давления (разрежения) определяют по изменению выходного сигнала преобразователя, включенного в систему;

-    в случае обнаружения негерметичности системы с установленным поверяемым преобразователем следует раздельно проверить герметичность системы и преобразователя.

5.3    Определение основной допускаемой приведенной погрешности (от диапазона измерений)

5.3.1    Основную приведенную погрешность преобразователя определяют по одному из

способов:

1)    По эталону на входе преобразователя устанавливают номинальные значения входного давления, а по другому эталону измеряют соответствующие значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения) и (или) цифрового сигнала.

2)    В обоснованных случаях по эталону устанавливают номинальные значения выходного аналогового сигнала (тока или напряжения) или устанавливают номинальные значения цифрового сигнала преобразователя, а по другому эталону измеряют соответствующие значения входного давления.

5.3.2    Устанавливают следующие критерии достоверности поверки:

Рвам - наибольшая вероятность, при которой любой дефектный экземпляр преобразователя может быть ошибочно признан годным;

(&и)ва - отношение возможного наибольшего модуля основной погрешности экземпляра преобразователя, который может быть ошибочно признан годным, к пределу допускаемой основной погрешности.

5.3.3. Устанавливают следующие параметры поверки:

т - число поверяемых точек в диапазоне измерений, т>5; в обоснованных случаях и при отсутствии эталонов с необходимой дискретностью воспроизведения измеряемой величины, допускается уменьшать число поверяемых точек до 4 или 3;

п - число наблюдений при экспериментальном определении значений погрешности в каждой из поверяемых точек при изменениях входной измеряемой величины от меньших значений к большим (прямой ход) и от больших значений к меньшим (обратный ход), п = 1. В обоснованных случаях и в соответствии с технической документацией на преобразователь допускается увеличивать число наблюдений в поверяемых точках до 3 или 5, принимая при этом

среднеарифметическое значение результатов наблюдений за достоверное значение в данной точке;

у* - абсолютное значение отношения контрольного допуска к пределу допускаемой основной погрешности;

ар - отношение предела допускаемой погрешности эталонов, применяемых при поверке, к пределу допускаемой основной погрешности поверяемого преобразователя.

Значения у_к и ар выбирают по таблице 2 (5.3.4) в соответствии с принятыми критериями достоверности поверки.

5.3.4 Выбор эталонов для определения основной погрешности поверяемых преобразователей осуществляют, исходя из технических возможностей и техникоэкономических предпосылок с учетом критериев достоверности поверки и в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 - Параметры и критерии достоверности поверки

Ор 0,2 0,25 0,33 0,4 0,5 0,94 0,93 0,91 0,82 0,70 Р«aw 0,20 0,20 0,20 0,10 0,05 _(&")«>_ 1,14 1,18 1,24 1,22 1,20 Примечание - Таблица составлена в соответствии с критериями достоверности поверки согласно МИ 187-86 «ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки» и МИ 188-86 «ГСИ. Устаноаление значений параметров методик поверки». Вместо использования значений таблицы, допускается у* рассчитывать по формуле 20 из МИ 188-86 (у«= (6м)м - аР). При этом, для проверки условия Рим < 0,20, проверяют выполнения условия у* < 1 - 0,28-ctp.

5.3.5. При выборе эталонов для определения погрешности поверяемого преобразователя (в каждой поверяемой точке) соблюдают следующие условия:

1)    При поверке преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют непосредственно в мА

•100<а,-у,    (1)

где Ар - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего входную величину (давление), кПа, МПа;

Р_т - верхний предел измерений (или диапазон измерений) поверяемого преобразователя, Па;

А, - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего электрический выходной сигнал преобразователя, мА;

/о. 1т - соответственно нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала преобразователя, мА;

у - предел допускаемой основной приведенной погрешности поверяемого преобразователя, % диапазона измерений.

Основная погрешность преобразователя, выраженная в процентах от диапазона измерений, численно равна основной погрешности, выраженной в процентах от диапазона изменения выходного сигнала преобразователя с линейной функцией преобразования измеряемой величины.

Для преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного напряжения U расчетные значения выходного сигнала определяют по формулам, структура которых идентична структурам формул для преобразователей с выходным аналоговым сигналом постоянного тока / раздела 5.3 с заменой обозначений постоянного тока на соответствующие обозначения постоянного напряжения Up, U» U_m.

2)    При поверке преобразователя с выходным аналоговым сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении в В

где 4», P_m - то же, что в формуле (1);

Ли - предел допускаемой абсолютной погрешности эталона, контролирующего выходной сигнал преобразователя по падению напряжения на эталонном сопротивлении, В;

Ля - предел допускаемой абсолютной погрешности эталонного сопротивления, Ом;

Rvn - значение эталонного сопротивления. Ом;

Um, Uo - соответственно верхнее и нижнее предельные значения напряжений (В) на эталонном сопротивлении, определяемые по следующим формулам:

Um~Im • Ryт    И Uo ~ Л» ' Rym

3) При поверке преобразователя с выходным цифровым сигналом

f^jlOOSayy.    (3)

S.3.6. Расчётные значения выходного сигнала поверяемого преобразователя для заданного номинального значения входной измеряемой величины определяют по формулам (4 - 6).

1)    Для преобразователей с линейно возрастающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока (/) от входной измеряемой величины (Р)

= +    (4)

‘т ‘я

где !_р - расчетное значение выходного сигнала постоянного тока (мА);

Р - номинальное значение входной измеряемой величины; для преобразователей давления-разрежения значение Р в области разрежения подставляется в формулу (4) со знаком минус;

Рп - нижний предел измерений для всех преобразователей, кроме преобразователей давления-разрежения, для которых значение Рп численно равно верхнему пределу измерений в области разрежения Рт(-) и в формулу (4) подставляется со знаком минус.

Для стандартных условий нижний предел измерений всех поверяемых преобразователей равен нулю.

Для преобразователей с линейно убывающей зависимостью выходного сигнала постоянного тока от входной измеряемой величины

>, = ^!.-у~(^р-^р.)    (5)

*т

2)    Для преобразователей с выходным сигналом постоянного тока, значения которого контролируют по падению напряжения на эталонном сопротивлении Rym

Up^m Rym • Ify    (6)

где Up-расчётное значение падения напряжения на эталонном сопротивлении, В;

1_Р ~ расчётное значение выходного сигнала постоянного тока (м А), определяемое по формуле (4,5).

3) Для преобразователей с выходным информационным сигналом в цифровом формате:

- с линейно возрастающей функцией преобразования

N_r-N.*—Z—(^p-^p.)    (?)

где    N_p - расчетное значение выходного сигнала в цифровом формате;

N_m, N₀ - соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного информационного сигнала преобразователя в цифровом формате.

-    с линейно убывающей функцией преобразования

N=N₀-^Nm~^N° (Р-Р_я)

р    О р _ р V    я/

*я ^гя

5.3.7    Основную приведенную погрешность определяют при т значениях измеряемой величины (5.3.3.), достаточно равномерно распределенных в диапазоне измерений, в том числе при значениях измеряемой величины, соответствующих нижнему и верхнему предельным значениям выходного сигнала.

Интервал между значениями измеряемой величины не должен превышать: 30 % диапазона измерений при т = 5 (основной вариант поверки); 40 % диапазона измерений при т = 4 и 60 % диапазона измерений при т = 3.

Основную приведенную погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученном при приближении к нему как со стороны меньших значений (при прямом ходе), так и со стороны больших значений (при обратном ходе).

5.3.8    Основную приведенную погрешность Да в % от диапазона измерений (5.3.5) вычисляют по приведённым ниже формулам:

-    При поверке преобразователей по способу 1 (5.3.1):

Уд * 7"' * 0Q 1 m Л>	(9)
и-и.
уа ----100	(Ю)
Ц.-Ц>
N-N.
к ? 1 §	(П)

где / - значение выходного сигнала постоянного тока, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины, мА;

U - значение падения напряжения на эталонном сопротивлении, полученное экспериментально при измерении выходного сигнала и номинальном значении входной измеряемой величины (давления). В;

N - значение выходного сигнала преобразователя в цифровом формате, полученное экспериментально при номинальном значении измеряемой величины.

- При поверке преобразователей по способу 2 (5.3.1):

^г‘⁼ТТ^^т    (12>

где Р - значение входной измеряемой величины (давления), полученное экспериментально при номинальном значении выходного сигнала преобразователей, Па;

Рном - номинальное значение измеряемой величины при номинальном значении выходного сигнала, Па.

5.4 Результаты поверки преобразователей.

5.4.1    Преобразователь признают годным при первичной поверке, если на всех поверяемых точках модуль основной погрешности | у«| £ у_к * |у|.

5.4.2    Преобразователь признают негодным при первичной поверке, если хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности | у а | > ук | у |.

5.4.3    Преобразователь признают годным при периодической поверке, если на всех поверяемых точках выполняется условие, изложенное в п.5.4.1.

5.4.4    Преобразователь признают негодным при периодической поверке:

если хотя бы в одной поверяемой точке модуль основной погрешности | уа| > Yk *| у |.

6.1    Положительные результаты поверки оформляют свидетельство о поверке в установленной форме в соответствии с приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 г. Л'® 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

6.2    При отрицательных результатах поверки средство измерений к дальнейшему применению не допускают, свидетельство о поверке аннулируют и выдают извещение о непригодности с указанием причин в соответствии с Приказом Минпромторга России от 02 июля 2015 г. № 1815 «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».