Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский
научно-исследовательский институт метрологической службы»
(ФГУП «ВНИИМС»)

Рекомендация

Государственная система обеспечения единства измерений

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КАНАЛЫ КОНТРОЛЛЕРОВ,
ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ, УПРАВЛЯЮЩИХ,
ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ.

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МИ 2539-99

Москва, 2018

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

РАЗРАБОТАНА: Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»)

УТВЕРЖДЕНА: ФГУП «ВНИИМС» 16 июня 1999 г.

Изменение № 1 утверждено ФГУП «ВНИИМС» 28 ноября 2011 г.

Изменение № 2 утверждено ФГУП «ВНИИМС» 2018 г.

ИСПОЛНИТЕЛИ:

ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

(Измененная редакция. Изм. № 1, № 2)

Настоящая рекомендация распространяется на измерительные каналы (далее - ИК) контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов (далее - комплексы) с входными и выходными электрическими сигналами, для которых нормированы пределы допускаемых погрешностей без нормирования в отдельности характеристик систематической и случайной составляющих погрешности, и устанавливает требования к объему, средствам и методике их первичной (периодической) поверки.

Допускается проведение поверки отдельных ИК (поверки на меньшем числе поддиапазонов измерений) из состава контроллеров (комплексов) в соответствии с письменным заявлением владельца, с обязательным указанием в свидетельстве о поверке информации об объеме проведенной поверки.

Интервал между поверками контроллеров (комплексов) устанавливается при утверждении их типа.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

1 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

1.1 Перечень операций, которые проводят при поверке ИК, приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1

(Измененная редакция. Изм. № 1, № 2)

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1 Эталоны, используемые при поверке ИК контроллера (комплекса) должны соответствовать требованиям законодательства по обеспечению единства измерений.

(Введен дополнительно. Изм. № 2)

2.1а При проверке погрешности ИК аналого-цифрового преобразования, на вход которых поступают сигналы напряжения или силы постоянного (переменного) тока, в качестве эталона для задания входного сигнала используют калибратор напряжения или силы постоянного (переменного) тока, соответственно, имеющий в диапазоне значений задаваемого входного сигнала абсолютную погрешность в условиях поверки не более 1/5 абсолютной погрешности проверяемого ИК, например Н4-7, Н4-12, FLUKE 5502Е, MC5-R, ИКСУ-2000 или им подобные.

Примечание - При невозможности выполнения соотношения «1/5» допускается использовать эталоны с упомянутым соотношением до «1/3», при этом погрешность ИК не должна выходить за границы, равные 0,8 от предела допускаемой погрешности ИК.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

2.2 При проверке погрешности ИК преобразования, предназначенных для работы с преобразователями сопротивления или термопреобразователями сопротивления, в качестве эталона для задания входного сигнала используют магазин сопротивлений или калибратор с функцией воспроизведения сопротивления или сигналов термопреобразователей сопротивления различных градуировок), имеющий в диапазоне задаваемого входного сигнала абсолютную погрешность не более 1/5 абсолютной погрешности проверяемого ИК, например МСР-60М, МС3071, MC5-R или им подобные (см. примечание к п. 2.1а).

(Измененная редакция. Изм. № 2)

2.3 При проверке погрешности ИК цифро-аналогового преобразования, предназначенных для воспроизведения сигналов напряжения или силы постоянного тока, в качестве эталона для измерений выходного сигнала используют вольтметр или амперметр, соответственно, имеющий в диапазоне измеряемого сигнала абсолютную погрешность не более 1/5 абсолютной погрешности проверяемого ИК, например FLUKE 8845А, MC5-R или подобный (см. примечание к п. 2.1а).

(Измененная редакция. Изм. № 2)

2.4 При проверке погрешности ИК, предназначенных для преобразования частоты синусоидальных сигналов, частоты следования импульсов или их счета, требования к эталонам для задания входного сигнала аналогичны требованиям, изложенным в п. 2.1а настоящей рекомендации. В качестве эталонов используют генератор AFG3151C, частотомер НМ8123, генератор импульсов АКИП-3305 или им подобные (см. примечание к п. 2.1а).

(Измененная редакция. Изм. № 2)

2.5 Дискретность регулирования сигналов от эталонов, подаваемых на входы ИК, и разрешающая способность эталонов при измерении аналоговых сигналов на выходах ИК, не должна превышать 0,3 номинальной ступени квантования поверяемого ИК.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

2.6 Для измерений температуры в точке подсоединения холодного спая термопары в качестве эталона используют термометр с абсолютной погрешностью не более 0,05 °С, например ЛТ-300 или подобный.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

2.7 Для измерения интервала времени счета импульсов используют секундомер, например СОПпр или СОСпр.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

3 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

3.1 К поверке ИК допускают лиц, освоивших работу с контроллером (комплексом) и используемыми эталонами, изучивших настоящую рекомендацию, аттестованных в соответствии с ГОСТ Р 56069-2014 «Требования к экспертам и специалистам. Поверитель средств измерений. Общие требования» и имеющих достаточную квалификацию для выбора методики проверки погрешности (п. 6.4.2 настоящей рекомендации); выбора соответствующих эталонов (пп. 2.1 - 2.7 настоящей рекомендации); выбора проверяемых точек (п. 6.4.1 настоящей рекомендации).

(Измененная редакция. Изм. № 2)

4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

4.1 При проведении поверки соблюдают требования безопасности, предусмотренные «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей», ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.1.019-2009, и требования безопасности, указанные в технической документации на контроллеры (комплексы), применяемые эталоны и вспомогательное оборудование.

Персонал, проводящий поверку, проходит инструктаж по технике безопасности на рабочем месте, в соответствии с действующими нормативными документами, и должен иметь группу по электробезопасности не ниже второй.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

5 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

5.1 Владелец должен предъявлять контроллер (комплекс) на поверку в соответствии с требованиями пп. 10, 11 Приказа Минпромторга России от 02.07.2015 № 1815, а также:

- перечень ИК, подлежащих поверке (при проведении поверки в неполном объеме);

- протокол предшествующей поверки контроллера (комплекса) (при наличии и периодической поверке).

(Измененная редакция. Изм. № 2)

5.2 Поверяемые контроллеры (комплексы) и эталоны в процессе поверки должны находиться в нормальных условиях согласно технической документации на эти средства измерений.

Примечание - При невозможности обеспечения нормальных условий поверку проводят в фактических условиях эксплуатации. Условия поверки ИК контроллеров (комплексов) на месте эксплуатации не должны выходить за пределы рабочих условий, указанных в технической документации на контроллеры (комплексы) и эталоны. В этом случае должны быть рассчитаны пределы допускаемых погрешностей ИК контроллеров (комплексов) и эталонов по РД 50-453-84 для фактических условий поверки и проверено выполнение требований пп. 2.2 - 2.7 настоящей рекомендации.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

5.3 Перед началом поверки поверитель изучает документы, указанные в пп. 4.1 и 5.1.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

6.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре контроллеров (комплексов) проверяют маркировку, наличие необходимых надписей на наружных панелях, комплектность, состояние коммуникационных и энергетических линий связи (шин, кабелей), отсутствие механических повреждений.

Не допускают к дальнейшей поверке контроллеры (комплексы), у которых обнаружено неудовлетворительное крепление разъемов, грубые механические повреждения наружных частей, обугливание изоляции и прочие повреждения.

6.2 (Исключен. Изм. № 2)

6.3 Опробование

6.3.1 Поверяемый контроллер (комплекс) и эталоны после включения в сеть прогревают в течение времени, указанного в эксплуатационной документации.

6.3.2 Опробование контроллера (комплекса) проводят в соответствии с эксплуатационной документацией. Допускается совмещать опробование с процедурой проверки погрешности ИК.

6.3.3 Подтверждение соответствия программного обеспечения (ПО) контроллера (комплекса) проводят по методике, изложенной в технической документации на контроллер (комплекс) и апробированной в процессе проведения испытаний в целях утверждения типа. Идентификационные признаки программного обеспечения (ПО) каждого экземпляра контроллера (комплекса), используемого в сфере государственного регулирования в области обеспечения единства измерений, должны соответствовать указанным в описании типа на средство измерений. Результаты проверки идентификационных признаков ПО вносят в протокол поверки.

(Введен дополнительно. Изм. № 2)

6.4 Проверка погрешности ИК аналого-цифрового преобразования сигналов напряжения или силы постоянного тока, активного электрического сопротивления и частоты переменного тока в цифровой код.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6.4.1 Проверку погрешности ИК выполняют не менее, чем в 5 точках i = 1, 2, 3, 4, 5, равномерно распределенных в пределах диапазона преобразования.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

Примечания

1 (Исключен. Изм. № 2)

2 Если однотипные ИК имеют параллельно-последовательную структуру (коммутатор - аналого-цифровой преобразователь), при наличии в ИК более двух входов допускается проводить проверку погрешности в 5 точках для двух входов (любых или, при наличии результатов предыдущей поверки, имевших наибольшие по абсолютной величине погрешности), а для остальных входов того же экземпляра ИК - в 3-х точках i = 1, 3, 5.

6.4.2 Проверку погрешности ИК, реализующих аналого-цифровое преобразование, выполняют одним из следующих способов:

- контроль погрешности ИК на соответствие нормированным в документации пределам по методике, изложенной в п. 6.4.2.1, если выполняются неравенства

Q < |Δ_i| < 5Q;

- определение погрешности ИК и сравнение с нормированными в документации пределами по методике, изложенной в п. 6.4.2.2, если выполняется неравенство

|Δ_i| ≥ 5Q,

где Q - номинальная ступень квантования, выраженная в единицах электрической величины, поступающей на вход поверяемого ИК;

Δ_i - предел допускаемой абсолютной погрешности поверяемого ИК в точке i, выраженный в единицах электрической величины, подаваемой на вход ИК.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6.4.2.1 Для каждой проверяемой точки i выполняют следующие операции:

- вычисляют значения контрольных сигналов по формулам

X_k1i = X_i - |Δ_i|;

X_k2i = X_i + |Δ_i|,

где X_k1i, X_k2i - контрольные сигналы, выраженные в единицах электрической величины, подаваемой на вход ИК;

X_i - значение входного сигнала ИК в единицах электрической величины в i-й проверяемой точке;

- устанавливают значение величины, подаваемой на вход поверяемого ИК, равным X_k1i;

- наблюдают не менее 4-х отсчетов Y_ij (X_k1i), j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;

- если хотя бы один из отсчетов Y_ij (X_k1i) (значение Y_ij выражают в единицах подаваемого входного сигнала) удовлетворяет неравенству Y_ij (X_k1i) ≥ X_i, поверяемый ИК бракуют, т.к. погрешность в проверяемой точке превышает предел допускаемых значений.

В противном случае переходят к выполнению следующей операции:

- устанавливают значение величины, подаваемой на вход проверяемого ИК, равным X_k2i;

- наблюдают не менее 4-х отсчетов Y_ij (X_k2i), j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;

- если хотя бы один из отсчетов Y_ij (X_k2i) (значение Y_ij выражают в единицах подаваемого входного сигнала) удовлетворяет неравенству Y_ij (X_k2i) ≤ X_i поверяемый ИК бракуют.

В противном случае ИК признают годным.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6.4.2.2 Для каждой проверяемой точки i выполняют следующие операции:

- устанавливают значение величины, подаваемой на вход поверяемого ИК, равным Х_i;

- наблюдают не менее 4-х отсчетов Y_ij, j = 1, 2, 3, 4, на выходе поверяемого ИК;

- за оценку абсолютной погрешности Δ_сi ИК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле

Δ_сi = max {|Y_ij - Х_i|},

где Y_ij выражено в единицах подаваемого входного сигнала или эквивалентному цифровому коду;

- если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство Δ_сi ≥ |Δ_i|, поверяемый ИК бракуют.

В противном случае ИК признают годным.

Примечание - Если выходной сигнал выражен в цифровом коде, то его переводят в единицы подаваемого входного сигнала по формуле:

где Kн, Kв - нижняя и верхняя границы диапазона выходного сигнала выраженное в цифровом коде соответственно;

Tн, Tв - нижняя и верхняя границы диапазона подаваемого входного сигнала соответственно;

Zij - измеренное значение выходного сигнала выраженное в цифровом коде.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6.5 Проверка погрешности ИК преобразования сигналов термопар

6.5.1 Требования раздела распространяют на проверку погрешности ИК, осуществляющих преобразование сигнала постоянного напряжения от термопары в значение цифрового кода, соответствующего температуре.

6.5.2 При нормированных в отдельности пределах допускаемых погрешностей канала преобразования сигнала термопары и канала компенсации температуры холодного спая (Т_хс) термопары, проверку погрешности канала преобразования проводят в режиме Т_хс = 0 °С, в изложенной ниже последовательности:

- выбирают проверяемые точки X_i (п. 6.4.1 настоящей рекомендации), равномерно распределенные по диапазону измеряемой величины (температуры) и записывают значения в «°С»;

- находят для соответствующего типа термопар по таблицам ГОСТ Р 8.585-2001 значения термоэдс U_i в «мВ» для температур X_i.

Далее выполняют операции по п. 6.4.2.1 или п. 6.4.2.2.

6.5.3 Для проверки погрешности канала компенсации со встроенным термопреобразователем сопротивления измеряют температуру Т_хс вблизи места подключения холодных спаев термопар и сравнивают с показанием на выходе поверяемого канала. При отсутствии возможности считывать показание на выходе канала компенсации выполняют проверку суммарной погрешности каналов преобразования сигнала термопары и компенсации температуры холодного спая по п. 6.5.5, при этом норма на суммарную погрешность определяется как сумма нормированных погрешностей канала преобразования сигнала термопары и канала компенсации температуры холодного спая термопары.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6.5.4 Проверку погрешности канала компенсации без встроенного термопреобразователя сопротивления выполняют по п. 6.6.2 в 3-х точках i = 1, 3, 5. При отсутствии возможности считывать показание на выходе канала компенсации выполняют проверку суммарной погрешности каналов преобразования сигнала термопары и компенсации температуры холодного спая по п. 6.5.6.

6.5.5 При нормированном пределе допускаемой погрешности для канала преобразования сигнала термопары с учетом погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопары со встроенным термопреобразователем сопротивления проверку погрешности проводят в изложенной ниже последовательности:

- выбирают проверяемые точки Т_i (п. 6.4.1 настоящей рекомендации), равномерно распределенные по диапазону измеряемой величины (температуры) и записывают значения в «°С»;

- находят для соответствующего типа термопар по таблицам ГОСТ Р 8.585-2001 значения термоэдс U_i в «мВ» для температур Т_i;

- измеряют температуру Т_хс вблизи места подключения холодных спаев термопар испытуемого канала;

- находят но таблицам ГОСТ Р 8.585-2001 значение термоэдс U_xc, в «мВ», соответствующей температуре холодного спая Т_хс;

- для каждой проверяемой точки рассчитывают в «мВ» значения X_i = (U_i - U_xc).

Далее выполняют операции по п. 6.4.2.1 или п. 6.4.2.2.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6.5.6 При нормированном пределе допускаемой погрешности для канала преобразования сигнала термопары с учетом погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопары (без встроенного термопреобразователя сопротивления) проверку погрешности проводят для трех значений Т_хс, равномерно распределенных по диапазону температур канала компенсации в изложенной ниже последовательности:

- выбирают следующие проверяемые точки Т_i, (п. 6.4.1 настоящей рекомендации) по диапазону измеряемой величины (температуры): для первого значения Т_хс1 - точки i = 1, 2, 4; для второго значения Т_хс2 - точки i = 1, 2, 5; для третьего значения Т_хс3 - точки i = 1, 3, 5, и записывают значения в «°С»;

- находят для соответствующего типа термопар по таблицам ГОСТ Р 8.585-2001 значения термоэдс U_i в «мВ» для температур Т_i;

- для соответствующего типа термопреобразователя сопротивления, с которым может работать канал компенсации, находят по таблицам ГОСТ 6651-2009 значение сопротивления в «Ом» для температуры Т_хс и подают это значение сопротивления магазином сопротивлений на вход канала компенсации - находят по таблицам ГОСТ Р 8.585-2001 значение термоэдс U_xc, в «мВ», соответствующей температуре холодного спая Т_хс;

- для каждой проверяемой точки рассчитывают в «мВ» значения X_i = (U_i - U_xc).

Далее выполняют операции по п. 6.4.2.1 или п. 6.4.2.2.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6.6 Проверка погрешности ИК преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления

6.6.1 Требования раздела распространяют на проверку погрешности ИК, осуществляющих преобразование сопротивления термопреобразователей сопротивления в значение цифрового кода, соответствующего температуре.

6.6.2 Проверку погрешности проводят в изложенной ниже последовательности:

- выбирают проверяемые точки X_i (п. 6.4.1 настоящей рекомендации), равномерно распределенные по диапазону измеряемой величины (температуры) и записывают значения в «°С»;

- находят для соответствующего типа термопреобразователей сопротивления по таблицам ГОСТ 6651-2009 значения сопротивлений в «Ом» для температур X_i.

Далее выполняют операции по п. 6.4.2.1 или п. 6.4.2.2.

6.7 Проверка погрешности ИК цифро-аналогового преобразования кода в сигналы напряжения или силы постоянного тока

6.7.1 Проверку (определение) погрешности ИК выполняют не менее, чем в 5 точках i = 1, 2, 3, 4, 5, равномерно распределенных в пределах диапазона преобразования при нагрузке, указанной в документации (номинальной, или, в случае нормированного диапазона, минимальной для выхода напряжения и максимальной для выхода тока).

6.7.2 Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

- устанавливают входной код N_i, соответствующий значению выходного сигнала Z_i в i-й проверяемой точке, и измеряют значение выходного сигнала Y_i;

- за оценку абсолютной погрешности Δ_ci ИК в i-й проверяемой точке принимают значение, вычисляемое по формуле

Δ_ci = Y_i - Z_i,

где Z_i - номинальное значение выходного сигнала, соответствующее входному коду N_i;

- если хотя бы в одной из проверяемых точек выполняется неравенство |Δ_ci| ≥ |Δ_i|, поверяемый ИК бракуют.

В противном случае ИК признают годным.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6.8 Проверка погрешности ИК счета импульсов

6.8.1 Проверку (определение) погрешности ИК выполняют не менее, чем в трех точках i = 1, 2, 3, равномерно распределенных в пределах диапазона частоты следования импульсов (или для каждой фиксированной частоты, в случае нормированных в документации фиксированных частотах следования импульсов).

6.8.2 Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

- для каждой проверяемой точки вычисляют время счета импульсов t по формуле

t = N/f,

где N - количество импульсов (объем счетчика), относительно которого нормирована допускаемая погрешность ИК;

f - частота следования импульсов;

- подают на вход поверяемого ИК последовательность импульсов от эталонного генератора, предусмотрев синхронизацию начала счета и запуска генератора, частота которого при необходимости контролируется частотомером, и фиксируют время t_н начала счета и количество импульсов ИК и генератора в момент времени t_н;

- в момент времени t_k = t + t_н фиксируют количество импульсов ИК и генератора;

- рассчитывают погрешность ИК.

ИК признают годным, если в каждой проверяемой точке рассчитанная погрешность ИК не превышает по абсолютной величине пределы допускаемой погрешности ИК, указанной в описании типа.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

6.9 Проверка погрешности ИК преобразования амплитуды напряжения или силы переменного тока в цифровой код

Проверку (определение) погрешности ИК контроллера (комплекса), реализующих линейное аналого-цифровое преобразование амплитуды напряжения или силы переменного тока, выполняют в изложенной ниже последовательности:

- выбирают проверяемые точки X_i (п. 6.4.1 настоящей рекомендации), равномерно распределенные по диапазону изменения измеряемой величины;

- выбирают значения частот Н_k, k = 1, 2, 3 равномерно распределенных по диапазону изменения;

- для каждого значения частоты входного сигнала Н_k выполняют операции по п. 6.4.2.1 или п. 6.4.2.2.

(в п. 6.4.2.1 и 6.4.2.2 входная переменная это X_i, отсчёты делаются уже в самих пунктах 6.4.2.1 и 6.4.2.2).

(Введен дополнительно. Изм. № 2)

7. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

7.1 При положительных результатах поверки ИК контроллера (комплекса), оформляют свидетельство о поверке по форме и содержанию, удовлетворяющее требованиям Приказа Минпромторга от 02.07.2015 № 1815. Знак поверки в виде наклейки и (или) оттиска поверительного клейма наносят на свидетельство о поверке, если иное не оговорено в приложении к Свидетельству об утверждении типа контроллера (комплекса).

(Измененная редакция. Изм. № 2)

7.2 При отрицательных результатах поверки ИК контроллер (комплекс) в обращение не допускают и на него оформляют «Извещение о непригодности» в соответствии с требованиями Приказа Минпромторга России от 02.07.2015 № 1815.

(Измененная редакция. Изм. № 2)

7.3 Объем проводимой поверки (при поверке меньшего числа ИК, измерительных величин или меньшего числа поддиапазонов измерений) контроллера (комплекса), необходимо указать в свидетельстве о поверке или приложении к нему.

(Введен дополнительно. Изм. № 2)

СОДЕРЖАНИЕ