Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

О едином критерии годности комплектов термометров сопротивления для теплосчетчиков при первичной и периодической поверке

12.03.2011 | Автор: В.А. Медведев | Полемические заметки | Количество просмотров: 6453 | Комментарии (3)

Уже 14 лет действует европейский региональный стандарт EN 1434-97 «Теплосчетчики», 5 лет назад он введен в России как ГОСТ Р ЕН 1434-2006, правда, с ограничением «для приборов, поставляемых нам экспорт»; в 2003 году вышла Директива МОЗМ Р75 «Теплосчетчики», практически повторяющая положения EN 1434-97. Директива Р75 давно переведена на русский язык. Она рекомендована всем государствам-участникам МОЗМ в качестве основы гармонизации национальных стандартов с международными подходами.

Стандарт EN 1434-97 и Директива Р75-2003, естественно, содержат одну и ту же методику поверки элементов измерительного прибора, названного теплосчетчиком, в том числе и методику поверки комплектов термометров сопротивления (далее – КТС). Однако в документах отечественных изготовителей до сих пор встречаются, и нередко, «оригинальные» методики поверки КТС, отличающиеся от рекомендованной методики. Применение таких оригинальных методик с конечной вероятностью приводит к неадекватной оценке пригодности КТС к эксплуатации. В качестве оправдания обычно приводится простой аргумент: «методика же согласована при испытаниях с целью утверждения типа средств измерений!» Конечно, это камень в огород Росстандарта; кроме как «и на солнце пятна» сказать тут нечего. А, по сути, почему-то не всегда удается убедить оппонентов аналогией с единым подходом к контролю характеристик технических термометров сопротивления – никто ведь не берется придумывать собственные критерии годности термометров сопротивления. Попробуем еще раз описать единый убедительный критерий годности и для КТС.

Подчеркнем, что характеристика «диапазон измерений» для КТС отличается от привычного «от …до…» и представляет собой точки, принадлежащие плоскому прямоугольному треугольнику, который удобно изображать в координатах «измеряемая разность температур Δt» - «температура t2 в обратном трубопроводе».

 Область измерений КТС

Теплосчетчик в целом имеет диапазон измеряемой разности температур Δtmin… Δtmax и диапазон измеряемых температур теплоносителя tmin- tmax , так что катет по оси ординат имеет размер Δtmax- Δtmin , катет по оси абсцисс (tmax-Δtmin)-( tmin-Δtmin). Во всех точках внутри треугольника, кроме точек внутри трапеции с основанием 80°С- tmax и высотой Δtmin -10°С, исключаемой рассмотрения при анализе погрешностей в соответствии с EN 1434-97, относительная погрешность комплекта не должна выходить за пределы допускаемой:
относительная погрешность комплекта




Так что горизонтальные линии на рисунке 1 являются линиями постоянной допускаемой погрешности.

В соответствии с методикой поверки КТС, установленной в EN 1434-97, относительную погрешность δ(Δt) комплекта для любой точки области измерений с координатами (Δt; t2) можно записать через коэффициенты уравнений Каллендера-Ван-Дюзена для НСХ (без индекса) и для ИСХ каждого из термометров комплекта так:

 ИСХ каждого из термометров



Взяв отношение отношение , мы получаем нормированную погрешность КТС, которая не должна выходить за пределы ±1 для годного КТС. Массив нормированных погрешностей достаточно обработать на экстремум и сравнить модуль значения в экстремуме с единицей.

При таком подходе легко ввести критерий метрологического запаса φ<1, учитывающий неопределенность результата поверки. Обычно выбирают φ=0,8…0,85.

Итак, «уравнение годности» для КТС запишется так:

 «уравнение годности» для КТС

Из каких соображений следует выбрать метрологический запас? Чтобы определить коэффициенты уравнения Каллендера-Ван-Дюзена для ИСХ термометра, нужно измерить его сопротивление минимум при трех температурах диапазона измерений. В EN 1434-97 есть рекомендация по выбору положения этих трех температур. Неопределенность вычисления температур в формуле для δ(Δt) будет определяться стандартными неопределенностями по типу А измерений сопротивлений и стандартными неопределенностями по типу В, связанными с характеристиками точности эталонного термометра и цифрового омметра.

На практике часто применяют ускоренный прием получения коэффициентов уравнения Каллендера-Ван-Дюзена для ИСХ термометров комплекта, уменьшая число «точек» измерения с трех до двух и принимая для коэффициентов при квадратичном члене приближенное условие: Вхол = Вгор = B . Значение B получают на основании выборочного анализа для группы чувствительных элементов одинакового происхождения.

Применение такого приема должно сопровождаться учетом добавочного источника неопределенности – дисперсии распределения выборочных значений, так что коэффициент запаса φ еще немного «потеряет в весе».

Программу обработки результатов поверки КТС нетрудно дополнить фрагментом, определяющим положение экстремума нормированной погрешности.

Ниже приведены для примера две изотермы t2=60°C нормированной погрешности для двух КТС и изотерма t2=67°C еще для одного КТС с точкой экстремума между Δ tmin и Δ tmax. По оси ординат - нормированная погрешность, по оси абсцисс – разность температур в °С.

две изотермы

две изотермы-2

Рис. 2 Примеры. Нормированные погрешности КТС на изотермах t2=60°C

 Нормированные погрешности КТС



Рис. 3 Изотерма нормированной погрешности с точкой экстремума между Δ tmin и Δtmax



Сведения об авторе: Медведев Валерий Афанасьевич, ФГУ «Ростест – Москва», e-mail: valeryam@rostest.ru, тел/факс (495) 668 2966

Другие статьи раздела

Все статьи раздела "Полемические заметки"

Комментарии:

Елена Иванчура,

Программы подбора в пары и вообще обработки результатов измерений действительно несложно дополнить любыми компонентами. В описанной ситуации напрашивается вывод о необходимости издания нормативного документа на комплекты термометров сопротивления. Есть ли какие-то прогнозы?

Елена Иванчура,

Программы подбора в пары и вообще обработки результатов измерений действительно несложно дополнить любыми компонентами. В описанной ситуации напрашивается вывод о необходимости издания нормативного документа на комплекты термометров сопротивления. Есть ли какие-то прогнозы?

Клепиков Дмитрий Сергеевич, | ООО "Бийский прибороремонтный участок

Требуется разработка ГОСТ по подбору термометров в пары и поверке комплектов без привязки к теплосчетчикам.

Добавить комментарий: