Приложение А (обязательное). Процедуры испытаний для оценивания образца

Приложение А
(обязательное)

Процедуры испытаний для оценивания образца

А.1 Область применения

В настоящем приложении приведены проверочные процедуры испытаний образцов весоизмерительных датчиков, применяемых для измерений массы.

А.1.1 Процедуры испытаний, где это возможно, установлены для самого широкого применения ко всем весоизмерительным датчикам в пределах действия настоящего стандарта.

А.1.2 Процедуры применяют только для испытаний весоизмерительных датчиков. Попытки распространить испытания на полные системы, содержащие весоизмерительные датчики, не делались.

А.2 Цель

Для обеспечения единообразия испытаний образца установлены приводимые далее процедуры испытаний по количественному определению эксплуатационных характеристик.

А.3 Условия испытаний

А.3.1 Оборудование для испытаний

Основное оборудование для испытаний по оцениванию образца состоит из силовоспроизводящей системы и прибора, измеряющего выходной сигнал весоизмерительного датчика (см. 5.6).

А.3.2 Общие рассмотрения условий испытаний и условий окружающей среды

Перед проведением испытаний весоизмерительного датчика особое внимание следует уделить условиям окружающей среды и условиям испытаний. Существенные расхождения часто происходят из-за недостаточного учета этих условий.

Перед выполнением любой программы испытаний образца следует тщательно рассмотреть приводимые далее положения.

А.3.2.1 Ускорение свободного падения

Эталоны массы, применяемые при испытании, следует откорректировать если необходимо, для места проведения испытания и вместе с результатами испытания следует указать значение ускорения свободного падения g на месте испытания. Значение эталонной массы, применяемой для получения усилия, должно прослеживаться к Государственному первичному эталону единицы массы.

А.3.2.2 Условия окружающей среды

Испытания следует проводить при стабильных условиях окружающей среды. Предполагается, что температура окружающего воздуха стабильна, когда разность между экстремальными температурами, отмеченными в процессе испытания, не превышает одной пятой температурного диапазона испытуемого весоизмерительного датчика и не больше 2°С.

А.3.2.3 Условия нагружения

Особое внимание следует обратить на условия нагружения, чтобы предотвратить внесение погрешностей, не свойственных весоизмерительному датчику. Необходимо принимать во внимание такие факторы, как шероховатость поверхности, плоскостность, коррозия, царапины, эксцентричность и т.д. Условия нагружения должны соответствовать требованиям изготовителя весоизмерительных датчиков. Нагрузки следует прикладывать и снимать по оси чувствительности датчика без его сотрясения.

А.3.2.4 Границы диапазона измерений

Минимальная рабочая нагрузка диапазона измерений (далее - минимальная испытательная нагрузка), которую позволяет задать силовоспроизводящая система, должна быть по возможности ближе, но не менее чем минимальная статическая нагрузка . Максимальная нагрузка диапазона измерений (далее - максимальная испытательная нагрузка) должна составлять не менее 90% , но не более чем (см. рисунок 1).

А.3.2.5 Эталоны сравнения

Следует проводить периодическую поверку применяемых эталонов.

А.3.2.6 Период стабилизации

Период стабилизации для испытуемого весоизмерительного датчика и измерительного прибора следует обеспечивать по рекомендациям изготовителей применяемого оборудования.

А.3.2.7 Температурный режим

Важно предоставить достаточно времени для достижения стабилизации температуры весоизмерительного датчика. Особое внимание к этому требованию следует уделять для датчиков с большой массой. Конструкцией системы нагружения должны быть исключены существенные перепады (градиенты температуры) в датчик. Весоизмерительный датчик и средства его присоединения (кабели, трубки и т.д.), которые являются составной частью или соприкасаются с ним, следует испытывать при одинаковой температуре. Измерительный прибор следует содержать при комнатной температуре. При определении результатов следует рассматривать температурное влияние на вспомогательные средства соединения.

А.3.2.8 Влияние барометрического (атмосферного) давления

Следует рассматривать изменения барометрического давления, которые могут существенно повлиять на выходной сигнал.

А.3.2.9 Стабильность средств нагружения

Для получения показаний в границах, определенных в 5.6, следует применять измерительный прибор и средства нагружения, обеспечивающие достаточную стабильность.

А.3.2.10 Проверка измерительного прибора

Некоторые измерительные приборы оснащены удобными средствами для проверки самих себя. При наличии таких функций, их следует регулярно использовать, чтобы быть уверенным, что измерительный прибор находится в пределах точности, требуемой при выполнении испытания. Также следует проводить периодическую поверку или калибровку измерительного прибора.

А.3.2.11 Другие условия

При испытании следует учитывать другие условия, указанные изготовителем, такие как напряжение на входе/выходе, электрическая чувствительность и т.д.

А.3.2.12 Сведения о времени и дате

Все моменты времени и даты следует регистрировать, чтобы представить их в протоколах испытаний в абсолютных единицах местного времени и даты. Дату следует регистрировать по [4].

Примечание - "сс" можно опустить в случаях, когда нет возможной неясности относительно столетия.

А.3.2.13 Стабильность диапазона измерения

Установку весоизмерительного датчика в силовоспроизводящую систему следует выполнять с особой тщательностью, поскольку целью настоящего испытания не является измерение влияния на метрологические характеристики монтажа/демонтажа датчика в/из силовоспроизводящую(ей) систему(ы).

А.4 Процедуры испытаний

Каждое из испытаний, описанное ниже, представлено как "автономное", отдельное испытание. Однако для эффективного выполнения испытаний весоизмерительных датчиков допустимо, чтобы испытания на увеличение и уменьшение нагрузки, ползучесть и невозврат выходного сигнала при возврате к минимальной нагрузке проводились при данной температуре испытания перед переходом к следующей температуре испытания (см. А.5, рисунок А.1 и А.2). Испытания на воздействие влажности и барометрического давления проводят отдельно после завершения указанных выше испытаний.

А.4.1 Определение погрешности весоизмерительных датчиков, составляющей погрешности, связанной с повторяемостью, и влияния температуры на выходной сигнал при минимальной статической нагрузке

А.4.1.1 Проверка условий испытаний

Необходимо обратиться к условиям испытаний, указанным в А.3, чтобы убедиться, что перед проведением следующих испытаний эти условия соблюдаются.

А.4.1.2 Установка весоизмерительного датчика

Устанавливают весоизмерительный датчик в силовоспроизводящую систему, нагружают до минимальной испытательной нагрузки и стабилизируют при температуре 20 °С.

А.4.1.3 Тренировка весоизмерительного датчика

Нагружают весоизмерительный датчик, прикладывая максимальную испытательную нагрузку , а затем минимальную испытательную нагрузку . Повторяют три раза. Ждут 5 мин.

А.4.1.4 Проверка измерительного прибора

Проверяют измерительный прибор в соответствии с А.3.2.10.

А.4.1.5 Наблюдение за весоизмерительным датчиком

Наблюдают за выходным сигналом весоизмерительного датчика при минимальной испытательной нагрузке до его стабилизации.

А.4.1.6 Регистрация показания

Регистрируют показание измерительного прибора при минимальной испытательной нагрузке .

А.4.1.7 Значения испытательных нагрузок

Все значения испытательных нагрузок при последовательном нагружении и разгружении должны воспроизводиться приблизительно через равные промежутки времени. Показания следует снимать в интервалах времени, наиболее близких к интервалам, указанным в таблице 6. Эти два интервала времени следует зарегистрировать.

А.4.1.8 Приложение нагрузок

Прикладывают увеличивающиеся нагрузки до максимальной испытательной нагрузки . Следует воспроизвести не менее пяти значений возрастающей нагрузки, которые должны соответствовать, указанным в таблице 5.

А.4.1.9 Регистрация показаний

Регистрируют показания измерительного прибора в интервалах времени, наиболее близких к интервалам, указанным в таблице 6. Эти два интервала времени следует зарегистрировать.

А.4.1.10 Уменьшение испытательных нагрузок

Уменьшают испытательные нагрузки до минимальной , проходя через те же значения нагрузок, которые прикладывались при выполнении А.4.1.8.

А.4.1.11 Регистрация показаний

Регистрируют показания измерительного прибора в интервалах времени, наиболее близких к интервалам, указанным в таблице 6. Эти два интервала времени следует зарегистрировать.

А.4.1.12 Повторение процедур для различных классов точности

Повторяют операции по А.4.1.7-А.4.1.11, еще четыре раза для классов точности А и В или два раза для классов точности С и D.

А.4.1.13 Повторение измерений при различных температурах

Повторяют операции по А.4.1.3-А.4.1.12, сначала при более высокой температуре, затем при пониженной, включая приблизительные границы температурного диапазона, назначенного для класса точности; затем выполняют эти операции при температуре 20°С.

А.4.1.14 Определение погрешности весоизмерительного датчика

Значение погрешности весоизмерительного датчика определяют как среднее арифметическое из результатов испытаний, проведенных на каждом температурном уровне, и сравнивают с пределами допускаемых погрешностей весоизмерительных датчиков, приведенными в 5.1.1.

А.4.1.15 Определение составляющей погрешности, связанной с повторяемостью

Погрешность повторяемости допускается определять по полученным результатам испытаний. Составляющую погрешности, связанную с повторяемостью, сравнивают с предельными значениями, указанными в 5.4.

А.4.1.16 Определение влияния температуры на выходной сигнал при минимальной статической нагрузке

Влияние температуры на выходной сигнал при минимальной статической нагрузке допускается определять по полученным результатам испытаний и сравнивать с предельными значениями, указанными в 5.5.1.3.

А.4.2 Определение составляющей погрешности, связанной с ползучестью

А.4.2.1 Проверка условий испытаний

Перед проведением следующих испытаний, необходимо убедиться в соответствии условий испытаний, указанных в А.3.

А.4.2.2 Установка весоизмерительного датчика

Устанавливают датчик в силовоспроизводящую систему, нагружают до минимальной испытательной нагрузки и стабилизируют при температуре 20°С.

А.4.2.3 Тренировка весоизмерительного датчика

Нагружают весоизмерительный датчик, прикладывая максимальную испытательную нагрузку , а затем минимальную испытательную нагрузку . Повторяют три раза. Ждут 1 ч.

А.4.2.4 Проверка измерительного прибора

Проверяют измерительный прибор в соответствии с А.3.2.10.

А.4.2.5 Наблюдение за весоизмерительным датчиком

Наблюдают за выходным сигналом весоизмерительного датчика при минимальной испытательной нагрузке до его стабилизации.

А.4.2.6 Регистрация показания

Регистрируют показания измерительного прибора при минимальной испытательной нагрузке .

А.4.2.7 Приложение нагрузки

Прикладывают постоянную максимальную испытательную нагрузку .

А.4.2.8 Регистрация показаний

Регистрируют начальное показание измерительного прибора в интервале времени, указанном в таблице 6. После этого продолжают периодически записывать показания в течение последующих 30 мин, при этом показание на 20-й минуте должно быть записано обязательно.

А.4.2.9 Повторение измерений при различных температурах

Повторяют операции по А.4.2.3-А.4.2.8, сначала при более высокой температуре, затем при пониженной, включая приблизительные границы температурного диапазона, назначенного для класса точности датчика.

А.4.2.10 Определение составляющей погрешности, связанной с ползучестью

Значение составляющей погрешности, связанной с ползучестью, допускается определять по результирующим данным с учетом влияния изменения барометрического давления в соответствии с А.3.2.8 и сравнивать с допускаемым значением, указанным в 5.3.1.

А.4.3 Определение невозврата выходного сигнала при возврате к минимальной нагрузке

А.4.3.1 Проверка условий испытаний

Перед проведением следующих испытаний, необходимо убедиться в соответствии условий испытаний, указанных в А.3.

А.4.3.2 Установка весоизмерительного датчика

Устанавливают датчик в силовоспроизводящую систему, нагружают до минимальной испытательной нагрузки и стабилизируют при температуре 20°С.

А.4.3.3 Тренировка весоизмерительного датчика

Нагружают весоизмерительный датчик, прикладывая максимальную испытательную нагрузку , а затем минимальную испытательную нагрузку . Повторяют три раза. Ждут 1 ч.

А.4.3.4 Проверка измерительного прибора

Проверяют измерительный прибор в соответствии с А.3.2.10.

А.4.3.5 Наблюдение за весоизмерительным датчиком

Наблюдают за выходным сигналом весоизмерительного датчика при минимальной испытательной нагрузке до его стабилизации.

А.4.3.6 Регистрация показания

Регистрируют показание измерительного прибора при минимальной испытательной нагрузке .

А.4.3.7 Приложение нагрузки

Прикладывают максимальную испытательную нагрузку .

А.4.3.8 Регистрация показаний

Регистрируют начальное показание измерительного прибора в интервалах времени, наиболее близких к указанным в таблице 6. Эти два интервала времени необходимо зарегистрировать. Регистрируют время, при котором нагрузка полностью приложена, и поддерживают нагрузку в течение 30-минутного периода.

А.4.3.9 Регистрация данных

Регистрируют время начала снятия нагрузки и возврата к минимальной испытательной нагрузке .

А.4.3.10 Регистрация показаний

Регистрируют показания измерительного прибора в интервалах времени, наиболее близких к указанным в таблице 6. Эти два интервала времени необходимо зарегистрировать.

А.4.3.11 Повторение процедур при различных температурах

Повторяют операции по А.4.3.3-А.4.3.10, сначала при более высокой температуре, затем при пониженной, включая приблизительные границы температурного диапазона назначенного класса точности датчика.

А.4.3.12 Определение невозврата выходного сигнала при возврате к минимальной нагрузке DR

По результирующим данным допускается определять значение невозврата выходного сигнала при возврате к минимальной нагрузке DR и сравнивать его с допускаемым значением, указанным в 5.3.2.

А.4.4 Определение влияния барометрического давления

Это испытание следует проводить, если нет достаточных данных о влиянии на характеристики весоизмерительного датчика изменений барометрического давления.

А.4.4.1 Проверка условий испытаний

Перед проведением следующих испытаний, необходимо убедиться в соответствии условий испытаний, указанных в А.3.

А.4.4.2 Установка весоизмерительного датчика

При комнатной температуре установливают разгруженный датчик в барокамеру при атмосферном давлении.

А.4.4.3 Проверка измерительного прибора

Проверяют измерительный прибор в соответствии с А.3.2.10.

А.4.4.4 Наблюдение за весоизмерительным датчиком

Наблюдают за выходным сигналом весоизмерительного датчика при минимальной испытательной нагрузке до его стабилизации.

А.4.4.5 Регистрация показания

Регистрируют показание измерительного прибора.

А.4.4.6 Изменение барометрического давления

Изменяют барометрическое давление на 1 кПа ниже или выше атмосферного давления и регистрируют показание измерительного прибора.

А.4.4.7 Определение погрешности влияния барометрического давления

По результирующим данным допускается определять значение влияния барометрического давления и сравнивать с предельным значением, указанным в 5.5.2.

А.4.5 Определение влияния влажности на весоизмерительные датчики с обозначением "СН" или без обозначения

А.4.5.1 Проверка условий испытания

Перед проведением следующих испытаний, необходимо убедиться в соответствии условий испытаний, указанных в А.3.

А.4.5.2 Установка весоизмерительного датчика

Устанавливают весоизмерительный датчик в силовоспроизводящую систему, нагружают до минимальной испытательной нагрузки и стабилизируют при температуре 20°С.

А.4.5.3 Тренировка весоизмерительного датчика

Нагружают весоизмерительный датчик, прикладывая максимальную испытательную нагрузку , а затем минимальную испытательную нагрузку . Повторяют три раза.

А.4.5.4 Проверка измерительного прибора

Проверяют измерительный прибор в соответствии с А.3.2.10.

А.4.5.5 Наблюдение за весоизмерительным датчиком

Наблюдают за выходным сигналом весоизмерительного датчика при минимальной испытательной нагрузке до его стабилизации.

А.4.5.6 Регистрация показания

Регистрируют показание измерительного прибора при минимальной испытательной нагрузке .

А.4.5.7 Приложение нагрузки

Прикладывают максимальную испытательную нагрузку .

А.4.5.8 Регистрация показаний

Регистрируют показания измерительного прибора в интервалах времени, наиболее близких к интервалам, указанным в таблице 6. Эти два интервала времени следует зарегистрировать.

А.4.5.9 Снятие нагрузки

Уменьшают испытательную нагрузку до минимальной испытательной нагрузки .

А.4.5.10 Регистрация показания

Регистрируют показание измерительного прибора в интервалах времени, наиболее близких к интервалам, указанным в таблице 6. Эти два интервала времени следует зарегистрировать.

А.4.5.11 Повторение процедур для различных классов точности

Повторяют операции по А.4.5.7-А.4.5.10, еще четыре или более раз для датчиков классов точности А и В и два или более раз для датчиков классов точности С и D.

А.4.5.12 Проведение циклического испытания на влажное тепло

Проводят цикл испытаний на влажное тепло в соответствии со стандартом [5]. Справочная информация по циклическим испытаниям приведена в стандарте [6].

Краткое изложение процедуры испытания

Испытание состоит из воздействия 12 температурных циклов длительностью 24 ч каждый. Относительная влажность составляет 80%-96%, а температура изменяется от 25°С до 40°С в соответствии с указанным циклом.

Степень сложности испытания:

40°С, 12 циклов.

Начальные измерения - в соответствии с А.4.5.1-А.4.5.11.

Положение весоизмерительного датчика в процессе увлажнения.

Весоизмерительный датчик помещают в камеру с внешними выходными штуцерами, датчик должен быть в выключенном состоянии. При понижении температуры используют вариант 2 по стандарту [5].

Режим восстановления и окончательные измерения - в соответствии с А.4.5.13.

А.4.5.13 Удаление весоизмерительного датчика из камеры

Вынимают датчик из камеры влажности, осторожно удаляют поверхностную влагу и выдерживают датчик при нормальных атмосферных условиях в течение времени, достаточного для достижения температурной стабильности (как правило 1-2 ч).

Повторяя испытания по А.4.5.1-А.4.5.11, следует убедиться в том, что минимальная испытательная нагрузка и максимальная испытательная нагрузка те же самые, что и ранее.

А.4.5.14 Определение изменений, вызванных влиянием влажности

По результирующим данным допускается определять изменение, вызванное влиянием влажности и сравнивать с предельным значением, указанным в 5.5.3.1.

А.4.6 Определение влияний влажности на весоизмерительные датчики, отмеченные символом "SH"

А.4.6.1 Проверка условий испытания

Перед проведением следующих испытаний, необходимо убедиться в соответствии условий испытаний, указанных в А.3.

А.4.6.2 Установка весоизмерительного датчика

Устанавливают датчик в силовоспроизводящую систему, нагружают до минимальной нагрузки испытания и стабилизируют при температуре 20°С.

А.4.6.3 Тренировка весоизмерительного датчика

Нагружают весоизмерительный датчик, прикладывая максимальную испытательную нагрузку , а затем минимальную испытательную нагрузку . Повторяют три раза.

А.4.6.4 Проверка измерительного прибора

Проверяют измерительный прибор в соответствии с А.3.2.10.

А.4.6.5 Наблюдение за весоизмерительным датчиком

Наблюдают за выходным сигналом весоизмерительного датчика при минимальной испытательной нагрузке до его стабилизации.

А.4.6.6 Регистрация показания

Регистрируют показание измерительного прибора при минимальной испытательной нагрузке .

А.4.6.7 Значения испытательных нагрузок

Все значения испытательных нагрузок при последовательном нагружении и разгружении должны воспроизводиться приблизительно через равные промежутки времени. Показания следует снимать в интервалах времени, наиболее близких к интервалам, указанным в таблице 6. Эти два интервала времени следует зарегистрировать.

А.4.6.8 Приложение нагрузок

Прикладывают нагрузки, увеличивающиеся до максимальной испытательной нагрузки . Следует воспроизвести не менее пяти значений возрастающей нагрузки, при этом среди значений должны быть приближенные к наибольшим значениям для применимых пределов допускаемых погрешностей, указанных в таблице 5.

А.4.6.9 Регистрация показаний

Регистрируют показания измерительного прибора в интервалах времени, наиболее близких к интервалам, указанным в таблице 6. Эти два интервала времени следует зарегистрировать.

А.4.6.10 Уменьшение нагрузки

Уменьшают испытательные нагрузки до минимальной , проходя через те же значения нагрузок, которые прикладывались при выполнении требований А.4.6.8.

А.4.6.11 Проведение испытаний на влажное тепло в установившемся режиме

Проводят испытание на влажное тепло в установившемся режиме в соответствии со стандартами [7], [8] и [9].

Краткое описание процедуры испытания

Испытание заключается в выдерживании весоизмерительного датчика при постоянных температуре и относительной влажности. Датчик следует испытывать по А.4.6.1-А.4.6.10:

a) при исходной (реперной) температуре (20°С или среднем значении температурного диапазона, когда температура 20°С находится вне этого диапазона) и относительной влажности 50% после установления данных условий;

b) при верхней границе температурного диапазона, установленного в 5.5.1, и относительной влажности 85% через два дня после стабилизации температуры и влажности;

c) при исходной (реперной) температуре и относительной влажности 50%.

Положение весоизмерительного датчика в процессе увлажнения

Весоизмерительный датчик во включенном состоянии помещают в камеру с внешними выходными штуцерами. При понижении температуры применяют стандарты [7] и [8].

А.4.6.12 Регистрация показаний

Регистрируют показания измерительного прибора в интервалах времени, наиболее близких к интервалам, указанным в таблице 6. Эти два интервала времени следует зарегистрировать.

А.4.6.13 Определение изменений, вызванных влажностью

По результирующим данным допускается определять изменение, вызванное влиянием влажности и сравнивать с предельными значениями, указанными в 5.5.3.2.

А.4.7 Дополнительные испытания для весоизмерительных датчиков с электроникой

А.4.7.1 Определение погрешности весоизмерительных датчиков с цифровым выходным сигналом

Для датчиков с дискретностью выходного сигнала более 0,20 v, при определении погрешностей следует применять нижеприведенную процедуру.

При некоторой нагрузке L отмечают значение цифрового выходного сигнала I. Последовательно добавляют дополнительные нагрузки, например 0,1v, до тех пор, пока выходной сигнал датчика не увеличится однозначно на одно дискретное значение.

Дополнительное приращение нагрузки , добавленное к весоизмерительному датчику, дает возможность вычислить значение цифрового выходного сигнала до округления Р по следующей формуле

,

где I - показание или значение цифрового выходного сигнала;

- поверочный интервал весоизмерительного датчика;

- дополнительная нагрузка, добавленная к датчику.

Погрешность E до округления составляет

,

откорректированная погрешность cоставляет

,

где - погрешность, вычисленная при минимальной нагрузке испытания .

А.4.7.2 Время прогрева (см. 6.3.2)

Краткое описание испытания

Стабилизируют весоизмерительный датчик при температуре 20°С и перед испытанием отсоединяют от любого электропитания на период не менее 8 ч.

Устанавливают весоизмерительный датчик в силовоспроизводящую систему.

Нагружают датчик, прикладывая максимальную испытательную нагрузку , а затем минимальную испытательную нагрузку . Повторяют нагружения три раза.

Дают датчику перерыв 5 мин.

Присоединяют датчик к сети и включают его.

Регистрация данных

Сразу, как только может быть получен результат измерения, регистрируют выходной сигнал при прикладываемых минимальной испытательной нагрузке и максимальной испытательной нагрузке .

Нагружение и снятие нагрузки

Выходной сигнал при максимальной испытательной нагрузке следует определять и регистрировать в интервалах времени, наиболее близких к указанным в таблице 6, и нагрузку следует понижать до минимальной испытательной нагрузки . Такие измерения следует повторять через 5, 15 и 30 мин после включения.

Максимальные допустимые отклонения

Абсолютное значение разности между показанием при максимальной испытательной нагрузке и показанием при минимальной испытательной нагрузке , снятым непосредственно перед приложением максимальной испытательной нагрузки , в случае любого из отдельных измерений не должно превышать абсолютного значения mpe для приложенной максимальной испытательной нагрузки .

Для весоизмерительных датчиков класса А следует обращать внимание на указания о времени прогрева, содержащиеся в руководстве по эксплуатации.

А.4.7.3 Изменения питающего напряжения от сети (см. 6.3.3 и 6.3.4)

Краткое описание процедуры испытания

Испытание заключается в определении воздействия на весоизмерительные датчики изменений питающего напряжения.

Испытание под нагрузкой выполняют по А.4.1.1-А.4.1.12 при температуре 20°С; на датчик подают опорное напряжение сети. Испытание повторяют с датчиком, питаемым при повышенном и при пониженном напряжениях сети.

Перед любым испытанием стабилизируют весоизмерительный датчик при постоянных условиях окружающей среды.

Степень сложности испытания

Изменения питающего напряжения:

a) верхнее предельное значение напряжения (V плюс 10%);