Разработка методики калибровки

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….3

1. Описание физической  величины…………………………………………………..4

2. Описание средства измерения……………………………………………………..5

3.  Поверочная схема 

3.1  Государственная поверочная схема………………………………………….7

3.2  Локальная поверочная схема………………………………………………...16

4.  Разработка методики калибровки…………………………………………….…20

 

    4.1 Пример бланка  протокола калибровки……………………………………....27

    4.1 Пример бланка  протокола калибровки……………………………………....27

    4.2  Пример оформления сертификата  о калибровке……………………………....29

Список используемой литературы………………………………………………….30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение     

        В настоящее время широко используется преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму, что связано с тем, что данные, представленные в цифровом виде легко обрабатывать с помощью существующих вычислительных устройств и реализовывать дешевые системы обработки и передачи данных. Преобразовывая в цифровую форму с помощью АЦП такие аналоговые величины, как температура, давление, скорость, звук, можно реализовать различные устройства обработки данных, отличающиеся высоким качеством работы при малой стоимости и простоте.

В связи с тем, что сейчас существует широкий выбор различных интегральных схем, сочетающих в одном кристалле все необходимые функциональные узлы для построения высококачественных и эффективных систем обработки различных физических параметров, то это позволяет ввести цифровую обработку сигналов любому разработчику, который в ней нуждается.

Не маловажным является различные датчики, которые нужны для измерения различных данных где порой человеку быть не суждено. Одними из них являются датчики измерения температуры или просто термодатчики.

 

 

 

 

 

 

 

1. Описание физической величины

     Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — скалярная физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Температура всех частей системы, находящейся в равновесии, одинакова. Если система не находится в равновесии, то между её частями, имеющими различную температуру, происходит теплопередача(переход энергии от более нагретых частей системы к менее нагретым), приводящая к выравниванию температур в системе. Температура определяет: распределение образующих систему частиц по уровням энергии (см. Статистика Максвелла — Больцмана) и распределение частиц по скоростям (см. Распределение Максвелла); степень ионизации вещества (см. Уравнение Саха); спектральную плотность излучения (см. Формула Планка); полную объёмную плотность излучения (см. Закон Стефана — Больцмана) и т. д. Температура относится к интенсивным величинам, не зависящим от массы системы. В Международной системе единиц (СИ) термодинамическая температура используется в качестве одной из семи основных физических величин, входящих в Международную систему величин (англ. International System of Quantities, ISQ), а её единицей является кельвин, представляющий собой, соответственно, одну из семи основных единиц СИ. Кроме термодинамической температуры в СИ используется температура Цельсия, её единицей является градус Цельсия, входящий в состав производных единиц СИ, имеющих специальные наименования и обозначения, и по размеру равный кельвину. На практике часто применяют градусы Цельсия из-за исторической привязки к важным характеристикам воды — температуре таяния льда (0 °C) и температуре кипения (100 °C). Это удобно, так как большинство климатических процессов, процессов в живой природе и т. д. связаны с этим диапазоном. Изменение температуры на один градус Цельсия тождественно изменению температуры на один кельвин.

 

 

2. Описание средства измерения

Термопа́ра (термоэлектрический преобразователь) — устройство, применяемое для измерения температуры в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики. Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т1, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т2, которое будет пропорционально разности температур Т1 и Т2.

Преимущества термопар

• Высокая точность измерения значений температуры (вплоть до ±0,01 °С)

• Большой температурный диапазон измерения: от −250 °C до 2500 °C

• Простота

• Дешевизна

 

термопара тха

     Термопреобразователи ТХА/1-1087 предназначены для использования в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и при производстве минеральных удобрений во взрывоопасных зонах и помещениях для измерения температурыжидких и газообразных сред:

- азотоводородной смеси и продуктов после сгорания природного газа (Н2, N2, СО, О2, Н2 О, СН4), газообразного и жидкого аммиака, природного газа, конвертированного газа, моноэтанолоаминового раствора с примесями сероводорода (Н2 S) и сернистого ан гидрида (SО2) в допустимых пределах по ГОСТ 12.1.005-88 (рис. В.1, В.2);

- турбинных масел в  системах смазки подшипников  при производстве аммиака.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   3.  Поверочная схема

3.1 Государственная поверочная схема.

 Государственная поверочная схема для средств измерений температуры

состоит из трех частей:

Часть 1. Поверочная схема для контактных термометров в  диапазоне от 0,3 до 273,16 K

Часть 2. Поверочная схема для контактных термометров в  диапазоне от 273,15 до 3273,15 (рисунок

Часть 3. Поверочная схема для радиационных термометров

   Государственную поверочную схему для средств измерений температуры возглавляет государственный первичный эталон единицы температуры, состоящий из двух комплексов: ГПЭ-I и ГПЭ-II – иГОСТ 8.558 – 2009 предназначенный для воспроизведения, хранения и передачи единицы температуры в соответствии с Положением о Международной температурной шкале МТШ-90. Температурная шкала, воспроизводимая ГПЭ-I в диапазоне от 0,3  до 273,16 K непрерывно переходит в точке  273,16 K (0,01 °C) в шкалу с диапазоном от 273,15 до 1234,93 K (от 0 °C до  961,78 °C), воспроизводимую ГПЭ-II. Температурная шкала, воспроизводимая ГПЭ-II в диапазоне от 273,15  до 1234,93 K (от 0 °C до 961,78 °C), непрерывно переходит в точке 1234,93 K  (961,78 °C) в шкалу с диапазоном от 1234,93 до 3273,15 K (от 961,78 °C  до 3000,0 °C), воспроизводимую ГПЭ-II. Для всех рабочих средств измерений допускается проводить поверку  (калибровку) с помощью эталонов более высокой точности, чем предусмотрено  настоящим стандартом.

 Часть 1. Поверочная схема  для контактных термометров в  диапазоне от 0,3 до 273,16 K .

Государственный первичный эталон единицы температуры ГПЭ–I (далее – ГПЭ–I), представляет собой набор термопреобразователей сопротивления, помещенных в три устройства сравнения.

ГПЭ–I включает в себя:

-устройства для точных  измерений сопротивления и давления;

-комплект установок для  реализации температуры реперных точек МТШ-90;

- газовый интерполяционный  термометр;

- криостаты сравнения.

Передача международной температурной шкалы МТШ-90 вторичным эталонам осуществляется приведением их в тепловой контакт с блоком сравнения и сличением в криостате. Диапазон значений температуры, воспроизводимых ГПЭ–I, составляет от 0,3 до 273,16 K. ГПЭ–I обеспечивает воспроизведение единицы со средним квадратическим отклонением результата измерений S: не более 0,3 ·10 - 3 K в точке  0,3 K и 1,0·10 - 3 K в точке 273,16 K при пяти независимых измерениях**Неисключенная систематическая погрешность θ - не более 0,2·10 - 3 K в точке 0,3 K и 0,9·10 - 3 K в точке 273,16 K Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу А, uA: не более 0,3 ·10 - 3 K в точке 0,3 K и 1,0·10 - 3 K в точке 273,16 K при пяти независимых измерениях. Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В, uB: не более 0,20·10 - 3 K в точке 0,3 K и 0,9·10 - 3 K в точке 273,16 K ГПЭ–I применяют для передачи единицы температуры вторичным эталонам непосредственным сличением или калибровкой в реперных точках температурной шкалы МТШ-90. Комплекс аппаратуры ГПЭ–I также позволяет проводить полную калибровку термометров в соответствии с Положением о Международной температурной шкале МТШ-90.

Вторичные эталоны.

 В качестве эталона-копии применяют платиновые и родий-железные термопреобразователи в диапазоне измерений от 0,3 до 273,16 K), и ампулу плавления галлия 302,9146, аттестуемую по государственному первичному эталону ГПЭ-II (далее – ГПЭ-II).

В качестве эталона сравнения применяют платиновые и родий-железные термопреобразователи в диапазоне температуры от 0, до 273,16 K В качестве рабочих эталонов применяют родий-железные термопреобразователи в диапазоне температуры от 0,3 до 303 K и платиновые термопреобразователи в диапазоне температуры от 13,8 до 303 K .

Эталоны-копии применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 0 разряда непосредственным сличением или калибровкой в реперных точках температурной шкалы МТШ-90.

Эталоны сравнения применяют при проведении сличений эталонов, которые по тем или иным причинам (например, из-за несоответствия размеров) невозможно сличать непосредственно друг с другом.ГОСТ 8.558 – 2009

Рабочие эталоны.

    В качестве рабочих эталонов 0 разряда применяют родий-железные термопреобразователи в диапазоне температуры от 0,3 до 303 K и платиновые термопреобразователи в диапазоне температуры от 24,5 до 303 K. Границы доверительной погрешности δ рабочих эталонов 0 разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал.

В качестве рабочих эталонов 1-го разряда применяют родий-железные термопреобразователи в диапазоне температуры от 0,3 до 303 K и платиновые термопреобразователи в диапазоне температуры от 13,8 до 303. Границы доверительной погрешности δ рабочих эталонов 1-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал: не более 0,003 K в диапазоне температуры от 0,3 до 13,8 K; 0,005 K в точке 77 K.

   Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 2- разряда непосредственным сличением ГОСТ 8.558 – 2009 Отношение границ доверительной погрешности рабочих эталонов 1-го и 2-го разряда: не более 0,33 (1:3).

В качестве рабочих эталонов 2-го разряда применяют родий-железные термопреобразователи в диапазоне температуры от 0,8 до 303 К, платиновые термопреобразователи в диапазоне температуры от 13,8 до 303 K и меры температуры в диапазоне от 90 до 303. Границы доверительной погрешности δ рабочих эталонов 2-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал, не более:

– для родий- железных и платиновых термопреобразователей:

0,015 K в диапазоне температуры  от 0,8 до 77 K;

0,05 K в точке 303 K;

– для мер температуры:

0,05 K в диапазоне температуры от 90 до 303 K.

  Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 3-го разряда и высокоточным рабочим средствам измерений непосредственным сличением. Отношение границ доверительной погрешности рабочих эталонов 2-го и 3-го разряда: не более 0,63 (1:1,6).

 В качестве рабочих  эталонов 3-го разряда применяют  родий-железные термопреобразователи в диапазоне температуры от 0,8 до 303 K платиновые термопреобразователи в диапазоне ГОСТ 8.558 – 2009 температуры от 13,8 до 303 K , термоэлектрические термопреобразователи в диапазоне температуры от 73 до 303 К, и жидкостные термометры в диапазоне температуры от 240 до 273,16 K . Границы доверительной погрешности δ рабочих эталонов 3-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал, не более:

– для родий- железных термопреобразователей:

0,03 K в точке 0,8 K (минус 272,35 C);

0,10 K в точке 303 K (29,85 C);

– для платиновых термопреобразователей:

0,03 K в точке 13,8 K (минус 259,35 C);

0,08 K в точке 303 K (29,85 C),

– для термоэлектрических термометров:

0,10 K в диапазоне от 73 до 303 K (от минус 200,15 C до 29,85 C),

– для жидкостных термометров:

0,02 K в точке 240 K (минус 33,15 C);

0,10 K в точке 273,16 K (0,01 C).

Рабочие эталоны 3-го разряда применяют для передачи единицы рабочим средствам измерений непосредственным сличением. Отношение границ доверительной погрешности рабочих эталонов 3-го разряда и предела допускаемой погрешности рабочих средств измерений не более 0,8 (1:1,25).

В качестве рабочих средств измерений применяют платиновые и железо-родиевые термопреобразователи, термоэлектрические преобразователи и жидкостные термометры повышенной точности; термопреобразователи, ГОСТ 8.558 – 2009, термоэлектрические преобразователи, пьезокварцевые, манометрические, жидкостные и другие термометры. Пределы допускаемой абсолютной погрешности Δ рабочих средств измерений составляют от 0,005 K до 5 K.