7.3. Основные правила проведения поверки и калибровки

Поверку средств измерения могут проводить только метрологические службы юридических лиц, аккредитованные Госстандартом России на право поверки средств измерений согласно правилам проведения аккредитации/32/.

            Аккредитацию метрологических служб на право проведения калибровочных работ осуществляют соответствующие аккредитующие органы – государственные научные метрологические центры и органы Государственной метрологической службы, которым делегировано настоящее право на основании требований, изложенных в ПР 50.2.018-95/34/.

       Аккредитация может проводиться как метрологической службы, так и ее структурного подразделения - лаборатории поверки или (и) калибровки.

            Госстандарт России выдает на право поверки или аккредитующий орган на право калибровки соответствующий аттестат аккредитации с приложением к нему, в котором представляется область аккредитации. Область аккредитации на право калибровки определяет вид измерений, группы (тип) средств измерений или измеряемую величину. Описание области аккредитации на право поверки включает вид поверки (первичная при выпуске из производства, первичная при ввозе по импорту, первичная после ремонта, периодическая), а также содержит наименование групп средств измерений, которые могут поверяться с указанием их метрологических характеристик.

            При организации поверки и калибровки особое внимание в первую очередь необходимо уделять следующим факторам: профессиональной подготовленности поверителей и калибровщиков, техническому состоянию рабочих эталонов, условиям проведения поверки или калибровки.

       Профессиональная подготовленность поверителей и калибровщиков. Поверку могут проводить только специально обученные специалисты, аттестованные в качестве поверителей органами Государственной метрологической службы.

         Для проведения калибровки могут привлекаться только специалисты, имеющие профессиональную подготовку и опыт калибровки (поверки) средств измерений в заявленной области аккредитации.

            Техническое состояние рабочих эталонов. Метрологические службы, проводящие поверку или калибровку должны иметь весь набор эталонов и иных средств измерений, а также вспомогательное оборудование, необходимые для проведения поверки или калибровки средств измерений, определенных областью аккредитации. Эталоны должны быть поверены в установленном порядке и должны иметь действующие свидетельства о поверке, а также протоколы поверки. Вспомогательное оборудование должно подвергаться контролю работоспособности в соответствии с требованиями технической документации.

            На каждом эталоне и каждой единице вспомогательного оборудования должны быть  закреплена этикетка, отражающая их состояние: пригодный к эксплуатации, годный с ограничениями, подлежащий ремонту (этикетку закрепляют на упаковке или ячейке для хранения эталонов или оборудования).

Условия проведения поверки или калибровки. Для проведения поверки или калибровки приняты параметры нормальных условий окружающей среды. Нормальными для определения основной погрешности поверяемого средства измерений согласно ГОСТ 8.395–80 следует считать условия, при которых составляющая погрешности поверяемого прибора от действий различных влияющих параметров в сумме не превышает 35 % предела допускаемой основной погрешности поверяемого измерителя.

В помещениях, где проводится поверка или калибровка исключаются всякого рода вибрации, тряски. Не допускается подвергать ударам приборы как эталонные, так и поверяемые. Этот параметр контролируется как по частоте (в пределах 0,01…30 Гц), так и по амплитудам виброперемещений (до 0,075 мм) и виброскорости (до 0,02p).

            Вблизи приборов не должны находиться отопительные устройства, открытые окна, аэроустановки с холодным воздухом и др.

            Эталонные манометрические приборы предназначены для работы при температуре окружающей среды 10…35 ^оС и относительной влажности до 80 %. Однако для организации поверки необходимо соотносить рабочие условия с «нормальными», номинальные значения которых приведены в табл. 7.5.

При организации поверки в условиях окружающей среды, отличающихся от приведенных в табл. 7.5, необходим ввод поправок, определяемых по методикам, приведенным в описаниях на эталонные и поверяемый приборы.

 Таблица 7.5

Номинальные значения параметров окружающей среды

 

Влияющая величина		Значение, допускаемое к ограниченному применению в качестве номинального
Наименование	Номинальное значение
Температура:     К      оС	293 20	273; 90; 4,2 23; 25; 27
Атмосферное давление:      кПа      Па      мм. рт. ст.	101,3 – 760	100 101325 750
Относительная влажность, %	60	0; 55; 58; 65

             При поверке приборов с электрическим выходным сигналом особые требования предъявляются к характеристикам внешнего магнитного поля. Нормируются и магнитная индукция постоянного магнитного поля (до 1 × 10^–6 Тл), и его напряженность (до 16 А/м).

            При поверке и калибровке манометрических приборов в зависимости от их устройства и класса точности необходимо соблюдать определенные требования. Рассмотрим особенности поверки каждого типа приборов.

            Грузопоршневой манометр можно условно подразделить на две части: устройство создания давления и измерительная колонка. Для поверки представляются приборы без устройств создания давления, т. е. измерительные колонки в комплекте с грузами. На рис. 7.11 показана схема поверки. На схеме представлены эталонное устройство создания давления, отличающееся от технического тем, что к его установке и условиям эксплуатации предъявляются повышенные требования, и эталонная измерительная колонка 1. Устройство создания давления состоит из бачка рабочей жидкости 2, пресса 3 и клапана слива 4. Поверяемая измерительная колонка 5 монтируется на одном горизонтальном уровне с эталонной.

Схема работает следующим образом. При открытом клапане 6 и закрытом клапане 4 прессом рабочая жидкость закачивается в систему создания давления. После ее заполнения закрывается клапан подвода рабочей жидкости 6. Для устранения из системы воздуха поршни образцовой и поверяемой колонок извлекаются из цилиндров и прессом поднимается уровень жидкости в системе до полного заполнения цилиндров. Поршни устанавливаются в свои гнезда, проверяются уровни их кольцевых меток относительно отметок. Поэтапно устанавливаются грузы на образцовой и поверяемой грузоприемных тарелках.

  

Рис. 7.11. Схема поверки грузопоршневого манометра: 1 – образцовая колонка;   2 – бачок рабочей жидкости;   3 – пресс; 4 – клапан слива; 5 – поверяемая колонка; 6 – клапан подвода рабочей жидкости

             Перед поверкой поверяемая измерительная колонка должна разбираться и промываться в растворителе типа «нефрас». Детали, работающие в контакте с касторовым маслом, промываются спиртом.

            Прибор, предназначенный для поверки, для уравнивания с температурой эталонных средств должен находиться в поверяемом помещении не менее 10 ч.

Перед началом поверки проводят внешний осмотр и отбраковывают устройства, в которых отмечается «затирание» поршня в цилиндре, а также грузы, которые при накладывании друг на друга, а также на грузоприемную тарелку заклинивают или деформированы до такого состояния, что не соблюдается параллельность их опорных плоскостей. Предельное отклонение не должно превышать 0,05 мм. Грузоприемная тарелка должна иметь порядковый номер предприятия-изготовителя. На каждый груз также наносятся данный номер и нормированное значение давления, которое он вызывает в системе манометра при установке на грузоприемное устройство.

            В грузопоршневом манометрическом устройстве проверяют следующие основные параметры:

· горизонтальное положение уровня опорной плоскости грузоприемной тарелки;

· продолжительность свободного вращения поршня;

· скорость опускания поршня;

· порог чувствительности.

            Положение грузоприемной тарелки относительно горизонтальной плоскости проверяют в несколько этапов. Предварительно устанавливают поршень измерительной головки в вертикальном положении. Это достигается подгонкой регулировочных винтов станины грузопоршневого манометра. На следующем этапе измеритель горизонтального уровня помещают на грузоприемную тарелку, которую последовательно поворачивают на 90^о в четыре положения. При этом допускается перемещение индикатора (пузырька) уровня не более чем на одно деление (1‘).

Можно проверить горизонтальное положение опорной плоскости грузоприемной тарелки и другим способом. Для этого необходимо жестко скрепить наконечник индикатора линейного перемещения с плоскостью грузоприемной тарелки и медленно ее поворачивать на один оборот. Это обеспечивается при закрытом клапане подвода рабочей жидкости.

            Проверка продолжительности свободного вращения поршня производится при установке половины максимальной массы грузов. Продолжительность вращения принимают как временной интервал от начальной угловой скорости грузоприемной тарелки в 120±10 об/мин до ее полной остановки. Для каждого типа манометра, согласно ГОСТ 8291–69, определено значение этого параметра. Так, для МП-60 при диаметре грузов 220 мм продолжительность свободного вращения должна быть не менее 3 мин.

            Скорость опускания поршня контролируют следующим образом. На тарелке устанавливают такое количество грузов, которое обеспечивает верхний предел давления прибора, и перекрывают запорный клапан подвода рабочей жидкости. Опускание поршня отслеживается линейкой с миллиметровыми делениями и соотносится со временем, контролируемым секундомером.

            Для проверки порога чувствительности при верхнем пределе измерения поверяемого прибора уравновешивают положения поршней сличаемых манометров. Затем на грузоприемную тарелку поверяемого манометра накладывают груз, вес которого строго определен. Так, положение поршня манометра МП-6 класса точности 0,05 должно измениться при грузе массой 0,12 г. В противном случае прибор признается не пригодным для дальнейшей эксплуатации.

            Дифференциальные манометры перед началом поверки проверяют на герметичность путем подачи в «плюсовую» камеру избыточного давления, равного предельному номинальному перепаду. «Минусовую» камеру сообщают с атмосферой. Продолжительность выдержки –
10 мин., после чего прекращают подачу давления и также выдерживают 15 мин. Поверку производят при плавно возрастающем, а затем при плавно убывающем давлении не менее чем на пяти равномерно разнесенных друг
от друга точках, включая отметки 30 и 100 % предельного значения. В качестве образцовых приборов могут использоваться грузопоршневые манометры МП-6 или МП-2,5, образцовые пружинные или жидкостные микроманометры. При этом обязательно соблюдение следующего условия:

D_обр £ 1/4D_пов.                           (7.11)

 Здесь D_обр и D_пов – пределы допустимой основной погрешности образцового и поверяемого приборов.

Возможна поверка при условии

  D_обр £ 1/3D_пов,                          (7.12)

 но только при разрешении соответствующей государственной метрологической службы.

            Манометры с трубчатой пружиной поверяют при температуре 20 или 23 ^оС. Допустимое отклонение температуры зависит от класса точности показывающего манометра и составляет: для класса точности 0,4 и 0,6 - ± 2 ^оС, с классом точности 1,0 – ± 3 ^оС. Для приборов с классами точности 1,5; 2,5 и 4 отклонения температуры должны составлять  ± 5 ^оС. Для эталонных манометров с трубчатой пружиной за нормальную принимают температуру, указанную в паспорте устройства.

            Приборы выдерживаются в нерабочем состоянии при отмеченной выше температуре от 1 до 12 ч. В зависимости от разницы температур воздуха в помещении для поверки и местом, откуда внесен прибор.

Для поверки пружинных манометров может использоваться внешнее устройство для создания давления. Основное требование, предъявляемое к нему, заключается в возможности плавного повышения и понижения давления, а также в стабильном выдерживании его как на промежуточных точках, так и на предельном значении.

            На рис. 7.12 показана схема установки для поверки пружинных, (эталонного и технического) манометров. Устройство создания давления состоит из пресса 1, резервуара 2, зажимов поверяемого 3 и образцового 4 манометров, клапанов 5, 6, 7, 8 и 9, соединительных трубопроводов.

Резервуар содержит необходимый объем рабочей жидкости для функционирования системы, которая при открытом клапане 5 и закрытом клапане слива 6 закачивается прессом в гидросистему установки. После ее заполнения клапан 5 резервуара закрывается, и прессом при открытых клапанах 7, 8 и 9 в установке поднимается давление. При снятом поршне измерительной колонки 10 из гидросистемы установки удаляется воздух. На следующем этапе возвращают поршень измерительной колонки в исходное рабочее состояние, а в зажим 3 устанавливают поверяемый манометр. Клапан 7 зажима эталонного манометра перекрывают. Схема поверки на основе измерительной колонки грузопоршневого манометра готова к работе. При поверке пружинного эталонного манометра он устанавливается в зажим 4, открывается клапан 7, а клапан 8 подключения измерительной колонки закрывается. 

 

Рис. 7.12. Схема поверки пружинного манометра:

1 – пресс; 2 – резервуар рабочей жидкости; 3 – зажим поверяемого манометра; 4 – зажим эталонного   манометра;   5, 6, 7, 8, 9 – клапаны;    10 – измерительная колонка

 

            Рабочей жидкостью могут быть как различные масла, так и растворы на основе воды. На некоторых установках применяют воду без добавок. В этом случае появляются проблемы с коррозией внутренних поверхностей, а также с работоспособностью уплотнителей пресса.

При необходимости заполнения внутренней полости чувствительного элемента манометрического прибора жидкостью применяют установку, схема которой показана на рис. 7.8.   

При поверке необходимыми требованиями к эталонному манометру являются следующие:

- верхний предел измерения эталонного манометра должен быть не меньше верхнего предела поверяемого, т. е.

 р_о ³ р_п;                                     (7.13)

 р_он £0,06р_п,                            (7.14)

 где р_о и р_п – верхние пределы измерений соответственно эталонного и поверяемого приборов; р_он – нижний предел измерений эталонного прибора;

- класс точности эталонного прибора не должен превышать значения 0,25 от класса точности поверяемого.

            При поверке эталонного пружинного манометра класса точности 0,15 допускается по согласованию с государственной метрологической службой (как исключение) использование грузопоршневого манометра класса точности 0,05.

            Первым этапом поверки, как это детально регламентировано правилами проведения поверки показывающих приборов МИ 2124-90/35/, или калибровки прибора служит внешний осмотр, в результате которого отбраковываются манометры с механическими повреждениями корпуса, присоединительного штуцера (препятствующих присоединению и не обеспечивающих герметичность и прочность соединения), стрелки, стекла, циферблата, влияющих на эксплуатационные свойства.

На втором этапе каждый прибор проверяют на герметичность и качество уплотнения между присоединительным штуцером и гнездом устройства для создания давления. В системе создают давление, соответствующее верхнему пределу измерений поверяемого прибора, и закрывают клапаны подвода рабочей среды. Прибор и уплотнения считают герметичными, если показания его после установления давления в течение 1…2 мин. и последующие 3 мин. не уменьшается более чем на 2 % установившегося давления.

            Приборы предварительно необходимо выдерживать в течение 5 мин. под давлением, равным значению верхнего предела измерений, затем, снизив давление до нуля, корректировать нуль-положение стрелки. Допускается выдерживать вакуумметры под давлением, меньшим верхнего предела измерений, но не менее 0,95 значения атмосферного давления во время проведения поверки.

            Поверка манометров с дополнительными шкалами, как например фреоновые с температурной шкалой должна проводиться только по шкале давления. Поверку манометров, не имеющих шкалы, отградуированной в единицах давления, поверяют только при наличии соотношения приведенных на шкале единиц и единиц давления.

            Поверка манометра может производиться одним из следующих способов:

- определенные значения давления задают по эталонному манометру, а отсчет осуществляют по поверяемому;

- прессом устанавливают определенные значения давления по поверяемому манометру, а отсчет производят по эталонному.

            Отсчет показаний показывающего манометра при поверке должен проводиться с точностью до 0,1 цены деления. Направление зрения оператора при отсчете показаний должна должно проходить через конец указательной стрелки перпендикулярно поверхности циферблата. При ножевом окончании указательной стрелки направление зрения должно быть в плоскости лезвия ножа.

Поверка манометра реализуется путем плавного подъема давления, остановки в каждой из определенных точек, достижении максимального значения шкалы, 5-минутной выдержки и плавного снижения с фиксированием показаний при тех же значениях давления, что и при повышении давления. Скорость изменения давления не должна превышать 10% диапазона показаний в секунду. Для технических манометров поверку производят, как отмечалось в п.1.3, по восьми значениям давления для классов точности 0,4 и 0,6 и не менее чем по пяти точкам шкалы – для классов точности 1,0; 1,5; 2,5 и 4,0 с включением нижнего и верхнего предельных значений давления. Эталонные приборы в зависимости от диапазона поверяют на 8-13 точках (табл. 7.5). Поверяемые точки шкалы должны быть равномерно распределены в пределах всего измерительного диапазона прибора. Отсчет показаний поверяемого прибора производят после выдержки под давлением в каждой поверяемой точке шкалы не менее 5 с.

            Основная абсолютная погрешность прибора определяется как разница между показаниями поверяемого и эталонного манометров. Эта погрешность, как и разность в показаниях прямого и обратного ходов, не должна превышать значения D, соответствующего классу точности для поверяемых приборов из эксплуатационной системы. Как для новых приборов, так и для отремонтированных значение основной абсолютной погрешности должно соответствовать 0,8D.

                                                                   Таблица 7.6

Рекомендуемое число поверяемых точек шкалы

для пружинных эталонных манометров 

Верхний предел измерения манометра x10n*, МПа	Значение интервала давления между точками шкалы x10n, МПа	Число точек шкалы
0,1	0,01	10
0,16	0,02	8
0,25	0,02	13
0,40	0,04	10
0,60	0,05	12

 * Число n может быть отрицательным, положительным или равным нулю.

            Метрологические характеристики поверяемых рабочих эталонов давления определяют на основе двух серий наблюдений для приборов классов точности 0,25 и 0,4 и трех серий наблюдений при поверке устройства с классом точности 0,15.

           На эталонные манометрические средства измерения выдается свидетельство о государственной поверке установленной формы. На обратной стороне свидетельства указываются нормативные документы, по которым проводилась поверка этого эталонного манометра.

            Кислородные манометры по окончании поверки должны встряхиваться присоединительным штуцером вниз над чистым листом бумаги (промокательной). После высыхания контролируется наличие масляных остатков на внутренних поверхностях чувствительного элемента прибора. При обнаружении жировых пятен прибор бракуют и проводят ревизию всего оборудования, которое использовалось в поверке кислородных манометров.

            Электроконтактные манометры поверяют по погрешности срабатывания сигнального устройства, на электрическую прочность и сопротивление электрической изоляции.

Погрешность срабатывания сигнального устройства электроконтактного манометра устанавливают как разницу между показаниями сигнальной стрелки и значением, при котором срабатывает электроконтактная система – замыкается или размыкается электрическая цепь.

Прочность электрической изоляции испытывают напряжением с источником мощностью не менее 250 В×А, включаемым между испытуемой электрической цепью и корпусом прибора.

            Измерительные преобразователи давления с верхними пределами измерения до 0,25 МПа поверяются на газовых средах. При большем давлении вид рабочей среды не оказывает влияния на результат измерения, и поэтому допускается поверка как на газе, так и на жидкости. При работе поверяемых комплексов на газе, а эталонных приборов на жидкости используют схему с газожидкостным разделительным сосудом (рис. 7.13).

 

Рис. 7.13. Схема поверки измерительного преобразователя давления
с помощью грузопоршневого манометра и газожидкостного разделительного сосуда:

1 – газожидкостный разделительный сосуд; 2 – запорный клапан отвода; 3 – измерительная колонка; 4 – поверяемый комплекс; 5 – клапан подключения;   6 – баллон сжатого азота; 7 – газовый редуктор; 8 – клапан подвода  

            По линии отвода жидкости от газожидкостного разделительного сосуда 1 через запорный клапан  отвода 2 устанавливается измерительная колонка 3. Поверяемый комплекс 4 соединен с разделительным сосудом через клапан подключения 5. В качестве источника давления в схеме используется баллон 6 с сжатым азотом, который поступает в линию подвода через газовый редуктор 7 и клапан подвода 8.

Уровень жидкости в разделительном сосуде, горизонталь подвода давления к поверяемому комплексу и нижняя плоскость штуцера измерительной колонки должны находиться в одной горизонтальной плоскости. При несоблюдении этого условия в результате измерения требуется учитывать влияние гидростатического столба жидкости.

            Измерительные преобразователи давления отечественного производства до начала поверки должны выдерживаться при включенном питании не менее одного часа. Современные преобразователи многих ведущих мировых производителей не требуют такой температурной адаптации.

Более детальные рекомендации по поверке измерительных преобразователей давления изложены в МИ 1997-89/36/.