апаэонами, вследствие чего в процессе испытаний не определяют функции впияния по каждой влияющей величине, а экспериментально определяют основную погрешность, которая одновременно является общей погрешностью средства измерения 2 Этот способ метрологической аттестации позволяет упростить процесс оценивания погрешности средства измерений при эксгшуатацйи за счет отсутствия дополнитель ных погрешностей и соответствующих операций их учета. О1нако действительные свойства средства измерений не зависят от способа его метрологической аттестации. Поэтому в данном способе простота оценивания погрешности достигается за счет ув личения нормированного значения этой noi решности, в то время как в реальных усло виях применения средства измерений влияю щие величины, как правило, действуют не все одновременно и не в самом нeблaгoпfж ятном сочетании. Однако при реализации этого способа и при эксплуатации аттестованных таким образом средств измерения остается необходимость измерения всех влияющих величин для контроля нахождения их в пределах рабочих диапазонов, что также является достаточно сложнь1М npOiieccoM. KpOKfe того, такой способ метрологической аттестации не обеспечивает воачЮжности применения средства измерений в условиях, когда хотя бы одна влияющая величина находилась за пределами рабочего диапазона даже при сам благоприятном сочетании остальных влияющих величин и, вследствие этого, может быть реализован только в относительно узких диапазонах внешних влияющих величин. Таким образом, недостатками этого способа метрологической аттестации с средства Измерений являются низкая точность за счет искусственного завышения оцениваемой погрешности средства и относительно узкие диапазоны допускаемых значений внешних влияющих величин путем обеспечения заданной точности при крайне неблагоприятном сочетании влияющих величин. Наиболее близким по технической сущ. ности к изобретению является способ ме-ррОлогической аттестации подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов с влагочувствительным элементом на основе гигроскопической сопи и устройством защиты его от воздействия внешних влияющих величин включающий испытания преобразшатетм путем предварительного определения пре773,4 дельно допускаемых и сравнения с ними измеренных текущих значений параметров преобразователя при воздействии норм рс анных влияющих величин , Недостатками этого способа метрологической аттестации подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газсж также являются низкая точность аттестацгот за счет искусственного завышения оцениваемой погрешности и узкие диапазоны допускаемых значений внешних влияющих величин за счет необходимости обеспечения заданной точности при крайне неблагоприятном сочетании влияющих величин. Цепью изобретения является повышение точности аттестации и расширение диапазоне допускаемых значений внешних влиякяцих величин. Поставленная цель достигается тем, что в способе метрологической аттестации подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов с влагочувствительным элементом на оснс е гигроскопической соли и устройс- вом защиты его от воздействия внешних влияющих величин, включающем испытания преобразователя путем предварительного определения предельно допускаемых и сравнения с ними измеренных текущих значений параметров преобразователя при воздействии нормированных влияющих величин, испытания преобразователя выполняют раздельно в виде поверки влагочувствительного элемента и контроля выходного параметра.уст ройства защиты при воздействии нормированных внешних влияющих величин, используя величину влагосодержания гигроскопической соли в качестве влияющей величины при поверке-, впагочувствительного элемента и в качестве выходного параметра при jcoHTpone устройства защиты. Предельно допускаемые значения показателя впагосодёржания определяют при равбнстее погрешностей преобразователя предельно допускает 1ьгм значениям, а текущие значения погрешностей определяют при предельно допускаемых значениях показателя влагосодержания. Измерение показателя влагосодержания гигроскопической соли, который, с одной стороны, однозначно связан с погрешностью как влагочувстеитепьного элемента, так и преобразователя в цепом и определяет ее значение, а, с другой стороны, является характеристикой действия устройства защиты, позволяет выполнять раздельные испытания влагочувствитепьного элемента и устройства защиты в процес577се метропогической аттестации преобрааователя а также обеспечивает возможность автоматического учета компенсирующего воздействия одних влияюшйк величин друг ми в процессе эксплуатации преобразовате ля, что приводит к повышению точности оценивания реальной погрешности преобразователя и расширению диапазонов допуск емых значений внешних втшяющик величин Использование обобщенной влияющей величины - параметра впагосодержания гигроскопической соли - при поверке , влагочувствительных элементе (а в дальнейшем и при эксплуатации преобразоватеря) обеспечивает автоматический учет результатов частичной компенсации одних внешних Бпияющих вепичин другими и, соответственно, погрешностей одного знака погрешностями другого знака, поскольку влагосодержание гигроскопической соли является основным параметром, в результате изменения которого внешние влияющие величины, в том числе относительная влажность (или температура), давление, теплопроводность, скорость движения окружающего газа и напряжение питания влияют на равновесную температуру, а, следовательно, и на погрешность измерения, что в конечном счете, приводит к повышению точности аттестации преобразова теля. Кроме того, использование показателя влагосодержания гигроскопической соли в качестве выходного параметра при KOHTроле устройства защиты обеспечивает v возможность совмещения реальной градуировочной характеристики аттестуемого преобразс 9теля при конкретнее сочетании внешних влияющих величин с нормирсжанной для данного типа преобразователей градуировочной характеристикой, при которой погрешность аттестуемого преобразователя с данным устройством защиты является минимальной, что также приводит к повышению точности метропогическо аттестации преобразсжателя. Одновременно достигается расшк ение диапазонов допускаемых значений внешних влияющих вепичин при заданной точности преобразователя вследствие взаимной компенсации погрешностей, позволяющей увепи лить предельно допускаемые значения внешних влияющих величин (из-за достигнутого уменьшения оценки результирующей погрешности от их воздействия) до значений, соответствующих заданным значениям предельно «допускаемых погрешностей. Выполнение раздельных испытаний влаге- чувствительного элемента и устройства защиты обеспечивает возможность создания ряда типов преобразс ателей дпя различных диапазоне® допускаемых значений внешних влияющих величин на базе единого впагочувствительнрго элемента путем сочленения его с различными устройствами защиты, каждое из которых предназначено для применения в определенных нормированных диапазонах изменения внешних влияющих величин. Погрешности созданных таким образом преобразователей одинаковы и равны значению погрешности примененного в преобразователях уйиверсального влагочувствительного элемента. При метрологической а ттестаиии новой . конструктивной модификации преобразователя на базе универсального впaгoчyвcт вктельного элемента отпадает необходимость экспериментального определения погрешности преобразователя, а подлежит испытаниям лишь новая конструкция уст ройства защиты., что упрощает создание нового преобразователя и технологию его аттестации. Предложенный способ метрологической аттестации подогревного электролитического первичного преобразователя влажнеюти газов реализуют следующим образом. Метрологическая аттестация преобразователя заключается в определении его общей погрешности при воздействии.норминрсжанных внешних влияющих величин по результатам испытаний. Испытания преобразователя выполняют раздельно в виде поверки: влагочувствительного элемента, дпя чего задают пре депьно допускаемые значения погрешности влагочувствительного элемента; измеряют предельно допускаемые значения показателя впагосодержания гигроскопической соли при равенстве погрешностей впагочувствитепьного элемента предельно допускаемым значениям; определяют текущее значение погрешности влагочувствительного элемента с использсванием показателя влажности в качестве обобщенной влияющей величины при его предельно допускаемых значениях; ср авнивают текущее значение погрешности впагочувсгеительного элемента с предельно допускаемым; контроля выходного параметра устройства защиты, дпя чего измеряют текущее значение показателя влагосодержания при воздействии внешних влияющих величин и сравнивакзт текущее значение показателя влагосодержания с предельно допускаемым. 7 . Ниже приведен пример выпопнения способа. Предельно допускаемые значения погрешности впагочувствитепьного та и преобразователя в целом (они равны между собой) задавались на стадии опытно конструкторских работ. Предельно допускаемь1е значения показателя влагосодержания гигроскопической соли опред&ляшсь путем экспериментальных исследований один раз - при испытаниях типа влагочувствительных элементов, то есть предварительно серийному выпуску их в обращение. Исследованию подвергали репрезентативную совокупность влагочувствительных элементов одного типа. В качествепоказателя влагосодержания использовали электрическое сопротивление влаготувствительного слоя. Для его измерения применялся мост .переменного тока А в качестве образцового средства измерения влажности применялся, известный образцовый генератор влажности, основанный на принципе двух температур или двух давлений. При подготовке эксперимента помещали исследуалые влагочувствительные элет.енты из репрезентативной совокупности в рабочую камеру образцово го генератора влажности и устанавливали в ней заданное значение порциального давления водяного пара. Плавно изменяли внешние влияющие величины, именно напря жение питания электродов и температуру 1 К{ жШэагеРО газа до тёк пор, пока ПогрёшноС1 ь каждого влагочувстбигтёльного элемента не стала равной нижнему предел но допускаемому значению. В момент достижения этого равенства прекратили изменение; внешних влияющих величин и измерили показатель влагосодержания г гигроскопической соли, значение которого и 5шилось нижним предельно допускаемым для исследуемого преобразсжатёля. После этого изменяли влияющие величины в обратном направлении до тех пор, пока погрешность влагочувствительного элемента не стала равной верхнилу преде но допускаемому значению. В момент достижения этого равенства прекратили ,изменениа внешних влияющих величин и измерили показатель влагосодержания гигроскопической соли, значение кото рого явилось верхним предельно допускаемым для исследуемого преобразователя. Такие измерения выполнили в нескольких точках градуировочной характеристики исследуемой ссшокупности влагочувствительных элементе и из полученных результатов определили предельно допускаемые значения, которыми и нормирсжали 3 показатель влагосодержания гигроскопической соли для этого типа влагочувствительных элементов. При испытаниях каждого серийно выпускаемого влагочувствительного элемента в процессе пе{жичной и периодических поверок использовали показатель влагосодержания гигроскопической соли в качестве обобщенной влияющей величины. Для этого в нескольких точках градуирсжочной характеристики определили погрешность влагочувствительных элемент сж при предельно допускаемых значениях показателя влагосодержания гигроскопической соли, достигнутых путем воздействия на влагочувствительный элемент влияющих величин аналогично описанной выше методике предварительных испытаний, и сравнивали значения полученных текущих погрешностей с предельно допускаемьши. Результат испытания считали удовлетворительным, а влагочувствительный элемент - пригодным к применению, если полученные погрешности не превышали пределов допускаемых значений погрешностей влагочувствительного элемента. После этого выполняли контроль выходного параметра устройства защиты. Для этого сначала помещали преобразователь в зону одновременного воздействия нормиро ванных внешних влияющих величин, каждая из которых вызывала понижение показателя влагосодержания гигроскопической соли, и путем измерения получили нижний предел его текущего значения. Затем поместили преобразователь в зону одновременного воздействия нормированных внешних влияющих величин, каждая из которых вызывала повышение показателя влагосодержания гигроскопической соли, и путем измерения получили верхний предел его текущего значения. Устройство защиты считалось пригодным в составе данного преобразсаателя, если полученные текущие значения находились в диапазоне ограниченном предельно допускаемыми значениями. Предложенное техническое решение применимо ко всем типам подогразных электролитических пе{жичных преобразователей влажности газе имеющим как нерегулируемые, так и регулируемые уст ройства защиты (в том числе нагревательные элементы, теплоизоляционные рубашки, дроссельные устройства) и обеспечивает повышение точности измерения вследствие взаимной компенсации погрешностей от влияющих величин и расширение диапазонов допускаемых значений внешних влияющих величин, например, температуры. цавпения, скорости потока, что создает возможность расширения области применения этих преобразсжатепей, в частнос ти, применения ик в сушитпзнык аппаратах, котпах, воздухе-., паро- и газопр жодах высокого давления и т. п. Кроме того, созданная.в результате реатшзаиии предложенного способа метрологической аттестации преобразователей возможность метрологической аттестации влагочувствительных элементов отдельно от устройств защиты, отличающихся габаритными размерами и массой в зависимости от конкретного назначения и области применения обеспечивает в свою очередь возможность унификации применяемых дпя этих целей образцовых средств измерения влажности, что существенно упрощает пещерку преобразователей и приводит к уменьшению затрат на их метрологическое обеспечение. Наряду с этим при экспгсуатации преобразователей, аттестованных в соответствии с гфедпоженным. способом, отпадает необходимость измерения отдельно каждой влияющей величины дпя контроля их значений применительно к нормированным диапазонам, а подлежит измерению тчэлько обобщенная влияющая величина показатель влагосодержания - для контроля ее значения применительно к нормированному диапазону, что упрощает процесс измерения. Формула изобретения Способ метрологической аттестации подогревного электролитического первично ГО преобразователя влажности газов с влагочувствительным элементом, на основе гигроскопической соли и устройством защиты его от воздействия внешних влияющих величин, включающий испытания преобразователя путем предварительного определения предельно допускаемых и сравншия с ними измеренных текущих значений параметров преобразователя при воздействии но{ыированных влияющих величин, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности аттестации испытания преобразователя выполняют раздельно в виде поверки влагочувствительного элемента и контроля выходного параметра устройства защиты при воздействии нормированных внешних влияющих величин, используя величину влагосодержания гигроскопической соли в качестве влияющей величины при поверке; влагочувствительного элемента; и в качестве выходного параметра при контроле устройства защиты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Тюрин И. И. Введение в метрологию. Иад-во стандарте. М., 1976, с.. 168175.. 2.Рабинович С. Г. Погрешности в иэмерении, Энергия, Л., 1978, с, 44, 3.Датчики влажности воздуха, ТУ-25 156 683-74, зарегистрир жанО в ВИФС 16.09.74, № 123669 (прототип).
Авторы
Даты
1980-11-15—Публикация
1978-11-30—Подача