Р 50.2.012-2001 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТРОЛОГИИ Государственная система обеспечения ПРИБОРЫ ТЕПЛОВИЗИОННЫЕ Методика поверки ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва Предисловие 1 РАЗРАБОТАНЫ Государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии (ВНИИМ) им. Д.И. Менделеева» Госстандарта России и Государственным унитарным предприятием Всероссийским научным центром «Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова» и доработаны Подкомитетом 6 «Эталоны и поверочные схемы в области температурных, теплофизических и дилатометрических измерений» Технического комитета по стандартизации ТК 206 «Эталоны и поверочные схемы» ВНЕСЕНЫ Управлением метрологии Госстандарта России 2 ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 21 ноября 2001 г. № 473-ст 3 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ СОДЕРЖАНИЕ Р 50.2.012-2001 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТРОЛОГИИ Государственная система обеспечения единства измерений ПРИБОРЫ ТЕПЛОВИЗИОННЫЕ Методика поверки Дата введения 2002-07-01 1 Область примененияНастоящие рекомендации распространяются на тепловизионные измерительные приборы общего назначения (далее - тепловизоры) и содержат методику их первичной и периодической поверок. Периодическую поверку тепловизоров проводят не реже одного раза в год. 2 Нормативные ссылкиВ настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы: ГОСТ 8.558-93 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры ГОСТ 12.2.007.9-93 (МЭК 519-1-84) Безопасность электротермического оборудования. Часть 1. Общие требования ПР 50.2.006-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений ПР 50.2.012-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок аттестации поверителей средств измерений 3 ОпределенияВ настоящих рекомендациях применяют следующие термины с соответствующими определениями: тепловизионный прибор (тепловизор): Оптико-электронный прибор, предназначенный для измерения температуры и формирования видимых изображений объектов по их тепловому излучению в инфракрасной области спектра с возможностью отображения движения объектов в результате смены близких по содержанию кадров. эталонный (образцовый) протяженный излучатель: Излучатель в виде модели абсолютно черного тела (АЧТ), угловые размеры которого более чем в десять раз превышают элементарное поле зрения тепловизионного прибора. элементарное поле зрения: Пространственный угол, в пределах которого инфракрасное излучение воспринимается одним фоточувствительным элементом фотоприемного устройства. тепловая мира: Тепловой объект, имеющий хотя бы в одном направлении регулярную пространственную структуру. угол поля зрения: Пространственный угол, в пределах которого возможно измерение с помощью тепловизионного прибора при фиксированном положении в пространстве всех элементов его оптической системы. 4 Операции и средства поверкиПри поверке тепловизоров используют эталонные средства измерений (средства поверки), указанные в таблице 1. Таблица 1 - Операции и средства поверки тепловизоров
Примечание - Допускается применять другие средства измерений, обеспечивающие требуемую точность измерений. 5 Условия поверки и подготовка к ней5.1 При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия: - температура окружающего воздуха (20±5) °С; - относительная влажность воздуха (65±15) %; - атмосферное давление (101,325±3,000) кПа; - напряжение питающей сети (220±4,4) В; - частота питания переменного тока (50±0,5) Гц, - если в технических условиях (далее - ТУ) на тепловизор не указаны другие условия. На тепловизор не должны воздействовать: - удары, вибрации, внешние электромагнитные поля, посторонние источники излучений, влияющие на показания средств измерений - пары кислот, щелочей, а также газы, вызывающие коррозию. 5.2 Все указанные в таблице 1 средства измерений (средства поверки) должны иметь свидетельства о поверке. 5.3 Средства измерений (средства поверки) должны быть подготовлены к работе в соответствии с эксплуатационными документами (далее - ЭД). 6 Требования безопасности6.1 К поверке допускают операторов, имеющих квалификацию госповерителя в области пирометрии и радиометрии инфракрасного излучения и аттестованных в соответствии с ПР 50.2.012. 6.2 При поверке соблюдают требования безопасности, указанные в ТУ на тепловизор, а также в ГОСТ 12.2.007.9 и [1]. 7 Внешний осмотр7.1 При внешнем осмотре должно быть установлено: - соответствие комплектности и маркировки тепловизора ЭД на него; - соответствие тепловизора требованиям безопасности, изложенным в ТУ на тепловизор; - отсутствие внешних повреждений комплекта поверяемого тепловизора, влияющих на его метрологические характеристики. 7.2 Тепловизор, не отвечающий требованиям 7.1, поверке не подлежит. 8 Проверка электрической прочности изоляцииПроверку электрической прочности изоляции проводят на пробойной установке УПУ-1М, которую подключают к закороченным клеммам питания и корпусу тепловизора. Изоляцию выдерживают под испытательным напряжением в течение 1 мин, после чего плавно снижают значение напряжения до нуля. Результаты испытаний считают удовлетворительными, если не произошло пробоя или перекрытия изоляции. Появление коронного разряда не является признаком неудовлетворительных результатов испытаний. 9 Проверка сопротивления изоляцииПроверку сопротивления изоляции проводят мегомметром М1101М путем подключения его к закороченным клеммам питания и корпусу тепловизора. Электрическое сопротивление изоляции должно быть не менее 20 МОм. 10 Опробование10.1 Тепловизор включают в сеть и проверяют его работоспособность в соответствии с ЭД. 10.2 Тепловизор, у которого при опробовании в соответствии с ЭД обнаружена неисправность, поверке не подлежит. 11 Проверка диапазона и определение погрешности11.1 Тепловизор и эталонный (образцовый) протяженный излучатель подготавливают к работе согласно ЭД указанных приборов. Тепловизор наводят на центр излучающей поверхности излучателя. 11.2 Устанавливают температурный режим излучателя, соответствующий нижней границе диапазона измерений тепловизора. 11.3 Измеряют температуру излучателя с учетом его излучательной способности. 11.4 Аналогичные операции выполняют при температуре излучателя, соответствующей средней точке диапазона измерений тепловизора и верхней границе диапазона. 11.5 Для определения погрешности при каждом температурном режиме излучателя (в нижней, средней и верхней точках диапазона тепловизора) выполняют не менее 10 измерений. 11.6 За погрешность тепловизора принимают границы суммарной погрешности Δ, выраженной в градусах Цельсия, оцениваемой для каждого температурного режима излучателя следующим образом. 11.6.1 По полученным результатам измерений для каждого температурного режима рассчитывают среднее арифметическое значение температуры , °С, по формуле , (1) где Тi - i-й результат измерений температуры, °С; п - число измерений. 11.6.2 Среднее квадратическое отклонение среднего арифметического результатов измерений S, °С, вычисляют по формуле . (2) 11.6.3 Доверительные границы случайной погрешности ε, °С, оценивают по формуле , (3) где t - коэффициент Стьюдента (при п = 10 и доверительной вероятности 0,95 t = 2,262). 11.6.4 Разность полученного в соответствии с 11.6.1 среднего арифметического значения температуры и значения температуры эталонного (образцового) протяженного излучателя , °С, вычисляют по формуле . (4) 11.6.5 Границу неисключенной систематической погрешности тепловизора Θ, °С, оценивают по формуле , (5) где k - коэффициент, зависящий от выбранной доверительной вероятности; при доверительной вероятности 0,95 k = 1,1; Δэ(о)- граница погрешности эталонного (образцового) излучателя. 11.6.6 Границу суммарной погрешности тепловизора Δ для каждого температурного режима вычисляют по формуле , (6) где К - коэффициент, отн. ед., вычисляют по формуле . (7) 11.7 Граница суммарной погрешности Δ, определенная при каждом температурном режиме, не должна превышать предела допустимой погрешности, указанной в ТУ на тепловизор. 12 Определение разрешения в горизонтальном направлении12.1 Перед тепловизором на расстоянии R = 1 м от входного окна устанавливают тепловую миру с переменной щелью в вертикальном положении. За ней, вплотную, располагают эталонный (образцовый) протяженный излучатель. Тепловизор подготавливают к работе в соответствии с ЭД, устанавливают режим работы, соответствующий максимальной чувствительности, и наводят на центр щели. 12.2 Устанавливают температурный режим эталонного (образцового) протяженного излучателя, превышающий температуру окружающей среды на 10-12 °С. 12.3 Устанавливают максимальную ширину щели и измеряют температуру с помощью тепловизора. 12.4 Уменьшают ширину щели до тех пор, пока показания тепловизора не уменьшатся в два раза. Фиксируют ширину щели a0 выраженную в миллиметрах. Угловой размер щели α0, рад, определяют по формуле , (8) где R - расстояние от входного окна тепловизора до миры, мм; r - расстояние от входного окна тепловизора до входного зрачка оптической системы, мм. 12.5 Разрешение в горизонтальном направлении, равное угловому размеру щели α0, должно соответствовать указанному в ТУ на тепловизор. 13 Определение угла поля зрения13.1 Перед тепловизором на расстоянии R = 1 м от входного окна устанавливают тепловую миру с метками. За ней, вплотную, располагают эталонный (образцовый) протяженный излучатель. Тепловизор подготавливают к работе в соответствии с ЭД, устанавливают режим работы, соответствующий максимальной чувствительности, и наводят на центр миры. 13.2 Устанавливают температурный режим эталонного (образцового) протяженного излучателя, превышающий температуру окружающей среды на 10-12 °С. 13.3 На изображении тепловой миры отмечают крайние метки, регистрируемые по вертикали и горизонтали. 13.4 Измеряют расстояние между крайними метками миры по горизонтали (А) и вертикали (В). 13.5 Угол поля зрения в горизонтальном φx и в вертикальном направлении φy, рад, определяют соответственно по формулам: , (9) , (10) где φx, φy - углы поля зрения в горизонтальном и вертикальном направлениях, рад, соответственно; А и В - линейные размеры поля зрения по горизонтали и вертикали, соответственно, мм; R - расстояние от входного окна тепловизора до миры, мм; r - расстояние от входного окна тепловизора до входного зрачка оптической системы, мм. 13.6 Углы поля зрения φx и φy должны соответствовать указанным в ТУ на тепловизор. В противном случае на тепловизор выдают извещение о непригодности с указанием причин непригодности. 14 Оформление результатов поверки14.1 Результаты поверки вносят в протокол по форме в соответствии с приложением Б. 14.2 При положительных результатах поверки выдают свидетельство о поверке. 14.3 В свидетельстве о поверке указывают следующие данные: - диапазон измерения температур; - погрешность измерения температур; - разрешение в горизонтальном направлении; - угол поля зрения в горизонтальном и вертикальном направлениях. 14.4 При отрицательных результатах поверки выдают извещение о непригодности тепловизора в соответствии с требованиями ПР 50.2.006 с указанием причин непригодности. ПРИЛОЖЕНИЕ АЭскиз тепловой миры с метками
Рисунок А. 1 Материал - медь, толщина 1 мм. Одна сторона полированная, другая подлежит чернению. ПРИЛОЖЕНИЕ БПротокол поверки тепловизионного прибораЗаводской номер тепловизора ______________________ Измерения проведены в период с ________________ по ______________ Перечень использованных средств измерений Условия поверки Результаты поверки: Диапазон измерения температур, ºС от ______________ до ______________ Погрешность измерения температур, ºС ___________________ Разрешение в горизонтальном направлении, рад _______________ ______________ Угол поля зрения в горизонтальном и вертикальном направлениях, рад _____________ Выводы: соответствие полученных результатов паспортным данным тепловизора или ТУ на него; возможность выдачи свидетельства о поверке тепловизора. Поверитель (должность, фамилия, имя, отчество) ПРИЛОЖЕНИЕ ВБиблиография[1] Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. -Днепропетровск: Изд-во Промiнь, 1972 Ключевые слова: поверка, погрешность, тепловизор, эталон, темперара, тепловая мира, эталонный протяженный излучатель |