ГОСТ Р 8.796-2012 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерители крутящего момента силы. Методика поверки.
ГОСТ Р 8.796-2012
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственная система обеспечения единства измерений
ИЗМЕРИТЕЛИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА СИЛЫ
Методика поверки
State system for ensuring the uniformity of measurements. Torque measuring devices. Verification procedure
ОКС 17.020,
17.100
Дата введения 2014-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Уральский научно-исследовательский институт метрологии" (ФГУП "УНИИМ")
2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, Техническим комитетом по стандартизации ТК 53 "Основные нормы и правила в области обеспечения единства измерений"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2012 г. N 1242-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2019 г.
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
В соответствии с главой 3 Федерального закона от 26 июня 2008 г. N 102-Ф3 "Об обеспечении единства измерений" (далее - Федеральный закон "Об обеспечении единства измерений") показатели точности типа средств измерений устанавливаются при утверждении его типа. Средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта подлежат первичной поверке, а в процессе эксплуатации - периодической поверке, выполняемой в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.
Кроме того, у пользователей средств измерений иногда возникает необходимость в знании действительных значений метрологических характеристик конкретных экземпляров средств измерений, что может быть реализовано при проведении процедуры калибровки (в соответствии со статьей 2 Федерального закона "Об обеспечении единства измерений").
В настоящем стандарте приведена методика калибровки измерителей крутящего момента силы, разработанная с учетом основных положений стандарта DIN 51309:2005* "Машины для испытаний материалов. Калибровка статических измерителей крутящего момента".
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на ИКМС, применяемые для измерений нарастающего крутящего момента силы (1-й способ применения), и на ИКМС, применяемые для измерений крутящего момента силы при отсутствии точной информации о направлении изменения измеряемого крутящего момента силы (2-й способ применения).
В настоящем стандарте приведена методика калибровки измерителей крутящего момента силы, процедура измерений и обработки результатов (приложение А), разработанная с учетом основных положений стандарта [1].
Интервал между поверками ИКМС устанавливают по результатам испытаний в целях утверждения типа.
Примечание - Примерами технических устройств со встроенными ИКМС являются испытательные стенды для определения мощности, слесарно-монтажный инструмент.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.2.007.0 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности
ГОСТ Р 8.752 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений крутящего момента силы
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения и обозначения
3.1 В настоящем стандарте применяются термины в соответствии с [2], а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 измеритель крутящего момента силы: Комплект средств, включающий в себя первичный преобразователь (датчик), промежуточный преобразователь (усилитель) и показывающее устройство (индикатор), предназначенный для измерения крутящего момента силы.
3.1.2 ряд измерений: Измерения в процессе калибровки ИКМС, которые выполняются на ряде ступеней нагрузки от минимального до максимального или от максимального до минимального прикладываемого крутящего момента силы.
3.2 В настоящем стандарте применяются следующие обозначения:
4 Операции и средства поверки
4.1 При проведении поверки выполняют следующие операции:
- внешний осмотр (см. 8.1);
- опробование (см. 8.2);
- определение метрологических характеристик (см. 8.3).
4.2 Основные и вспомогательные средства поверки
Секундомер СОСпр-2б-2 с диапазоном измерений 0-60 мин, 0-60 с и ценой деления 0,2 с.
Термометр ТЛ4 с диапазоном измерений 0-50°С, ценой деления 0,1°С и абсолютной погрешностью ±0,2°C.
Барометр-анероид М67 с диапазоном измерений 600-800 мм рт.ст., ценой деления 1 мм рт.ст.
Гигрометр психрометрический ВИТ-1 с диапазоном измерений 20-90%, 0-25°С, ценой деления 0,2°С и абсолютной погрешностью ±2°C.
4.3 Допускается применять другие средства поверки, обеспечивающие определение метрологических характеристик с требуемой точностью.
4.4 Применяемые при поверке эталоны должны быть аттестованы в установленном порядке, а иные средства измерений должны иметь действующие свидетельства о поверке.
5 Требования безопасности и требования к квалификации поверителей
5.1 При проведении поверки необходимо соблюдать правила по охране труда [3], требования ГОСТ 12.2.007.0 и специальные требования безопасности, указанные в эксплуатационной документации на ИКМС и средства поверки.
5.2 К поверке ИКМС допускают лиц, изучивших руководство по эксплуатации ИКМС и эксплуатационную документацию на средства поверки, имеющих группу по электробезопасности не ниже второй и аттестованных в качестве поверителей средств измерений в соответствии с правилами по метрологии [4].
6 Условия поверки
При проведении поверки ИКМС необходимо соблюдать следующие условия:
- температура окружающего воздуха должна быть в пределах от 18 до 28°С (изменение температуры за время поверки не должно превышать ±1°С);
- относительная влажность воздуха от 30 до 80%;
- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.
Примечание - Конкретные условия поверки определяются нормативами, установленными для условий эксплуатации установок поверочных (эталонных), использующихся при поверке.
7 Подготовка к поверке
7.1 Поверку ИКМС проводят при наличии эксплуатационной документации (ЭД).
7.2 Перед поверкой выполняют следующие операции:
- соединяют датчик с индикатором так, чтобы при увеличении правого (по часовой стрелке) крутящего момента силы положительное показание индикатора увеличивалось;
- настраивают индикатор ИКМС в соответствии с требованиями ЭД, фиксируя, при необходимости, все переменные настройки в протоколе поверки (приложение Б);
- выдерживают ИКМС в условиях поверки не менее 2 часов для установления температурного равновесия между датчиком и окружающей средой;
- фиксируют в протоколе поверки условия поверки, температуру окружающей среды в начале и конце измерений;
- убеждаются, что средства обеспечения работоспособности поверочной (эталонной) установки, например сжатый воздух, не вносят искажений в показания ИКМС;
7.3 Монтаж ИКМС вместе с присоединительными элементами в поверочную (эталонную) установку не должен вносить искажений в значение воспроизводимого крутящего момента силы.
8 Проведение поверки
8.1 Внешний осмотр
При внешнем осмотре устанавливают:
- комплектность поверяемого ИКМС в соответствии с требованиями ЭД на него;
- наличие и целостность пломб изготовителя, других клейм и пломб, предусмотренных ЭД на ИКМС;
- наличие документов о предыдущей поверке;
- отсутствие видимых механических повреждений в виде сколов, царапин и вмятин, а также следов коррозии на составных элементах ИКМС;
- наличие отдельных и подробных (если это установлено в ЭД) маркировок на всех составных элементах ИКМС (включая кабели);
- четкость и разборчивость маркировок, нанесенных на элементы ИКМС, а также их соответствие функциональному назначению.
8.2 Опробование
8.2.1 Датчик ИКМС монтируют на эталонной установке в соответствии с требованиями ЭД, обращая особое внимание на приложение измеряемого крутящего момента силы к определенной стороне датчика, если это требование специально оговорено в документации на ИКМС.
8.2.2 При первичной поверке датчик ИКМС нагружают не менее трех раз крутящим моментом силы, превышающим верхний предел измерений на 10%, если это позволяют сделать технические характеристики эталонной установки, с выдержкой под действием приложенной нагрузки в каждом случае не менее одной минуты.
После снятия третьей предварительной нагрузки датчик ИКМС выдерживают в течение трех минут для стабилизации нулевых показаний. Нулевые показания после выдержки фиксируют в протоколе поверки.
8.3 Определение метрологических характеристик ИКМС
8.3.1 Проведение измерений
8.3.2 Обработка результатов измерений
- для ИКМС, применяемых по 1-му способу, по формуле
- для ИКМС, применяемых по 2-му способу, по формуле
Абсолютное значение вариации показаний для ИКМС, применяемых по 2-му способу, рассчитывают по формуле
- для ИКМС, применяемых по 1-му способу, по формуле
- для ИКМС, применяемых по 2-му способу, с учетом вариации показаний, по формуле
Вычисленные по формулам (12) и (13) значения погрешностей ИКМС заносят в протокол поверки.
Полученные относительная и приведенная погрешности не должны превышать допускаемых нормированных значений.
9 Оформление результатов поверки
9.1 Результаты поверки оформляют протоколом, который хранится в организации, проводившей поверку.
9.2 Положительные результаты первичной и периодической поверок оформляют выдачей свидетельства о поверке в соответствии с правилами по метрологии [4].
9.3 При отрицательных результатах поверки ИКМС в обращение не допускают и признают непригодным к эксплуатации, на него выдают извещение о непригодности с указанием причин в соответствии с правилами по метрологии [5].
Приложение А
(обязательное)
Методика калибровки ИКМС
А.1 Проведение измерений
Минимальное количество ступеней крутящего момента силы (дополнительно к нулю, с обязательным включением в это число нижнего предела измерений) должно составлять для каждого направления не менее 8.
Допускается калибровать ИКМС отдельно для нескольких диапазонов измерений крутящего момента силы.
При калибровке ИКМС датчик ИКМС, размещенный на эталонной установке, поворачивают на 120° вокруг оси измерения. В некоторых случаях, исходя из конструктивных особенностей ИКМС, возможно проводить калибровку в четырех положениях (например, при соединении через четырехгранный соединитель - "квадрат").
|
 |
Рисунок А.1 - Схема нагружения ИКМС в различных положениях
Первоначальное положение (положение 0°) датчика ИКМС при калибровке - то же самое, в котором он находился при предварительном нагружении в соответствии с 8.2.3.
В первоначальном положении датчика ИКМС проводят три предварительных нагружения, а затем последовательно: один ряд измерений - с увеличением, один ряд измерений - с уменьшением и один ряд измерений - с увеличением прикладываемого крутящего момента силы. После последнего ряда измерений с увеличением прикладываемого крутящего момента силы датчик разгружают до нуля. Затем положение датчика изменяют и в каждом следующем положении проводят одно предварительное нагружение, один ряд измерений с увеличением и один ряд измерений с уменьшением прикладываемого крутящего момента силы.
Интервалы времени между двумя последовательными ступенями крутящего момента силы должны быть по возможности одинаковыми. При пошаговой прерывистой калибровке показания считывают только при достижении их стабильности. При изменении показаний, вызванных ползучестью, необходимо по возможности точно соблюдать ход процесса по времени.
У ИКМС с именованной шкалой (ИКМС, показывающие результат измерений в именованных единицах) в начале каждого ряда измерений с увеличением устанавливают показания на нуль.
А.2 Обработка результатов измерений
- для ИКМС, применяемых по 1-му способу, по формуле
- для ИКМС, применяемых по 2-му способу, по формуле
Примечание - В сертификате о калибровке указывают значения, вычисленные по формулам (А.1) и (А.2). Для измерения не только тех значений, при которых ИКМС был калиброван, но и в любой другой точке диапазона измерений пользователь может по представленным в сертификате результатам рассчитывать любую удобную для него интерполяционную функцию (см. А.2.6).
Интерполяционную функцию, как правило, определяют методом наименьших квадратов.
Отклонение интерполяции для каждого задаваемого крутящего момента силы рассчитывают:
- для ИКМС, применяемых по 1-му способу:
- для ИКМС, применяемых по 2-му способу:
А.3 Расчет неопределенности интерполированного результата измерений
А.3.1 Модель
Возможные величины, влияющие на результат измерений:
Кроме того, при применении ИКМС следует учитывать:
- разрешение шкального индикатора определяется как наименьший поддающийся оценке интервал деления шкалы, который устанавливается из соотношения ширины стрелки и среднего расстояния между двумя соседними штрихами (обычно принимают 1/2, 1/5 или 1/10), при этом ширина стрелки должна быть не более ширины штриха. Для определения десятой части деления шкалы расстояние между штрихами должно быть не менее 1,25 мм;
- разрешение цифрового индикатора определяется как шаг дискретности последних двух сменяющих друг друга цифровых символов на цифровом индикаторе, при условии что показание индикатора ненагруженного ИКМС изменяется не более чем на один шаг;
- если показания индикатора ненагруженного ИКМС меняются на величину, превышающую установленное ранее разрешение, то для определения разрешения складывают половину диапазона колебаний и шаг дискретности;
А.3.2 Определение неопределенности измерений
А.3.2.1 Определение относительной стандартной неопределенности измерений
Относительную стандартную неопределенность измерений для некоррелированных входных величин рассчитывают по формуле
(для 1-го способа применения ИКМС)
или по формуле
(для 2-го способа применения ИКМС).
Статистические функции распределения для составляющих относительной стандартной неопределенности, рассчитанной из экспериментально определенного разброса результатов измерений по формулам (А.11) и (А.12), приведены в таблице А.1.
Таблица А.1 - Статистические функции распределения для составляющих относительной стандартной неопределенности
|
|
|
Параметр, обусловливающий неопределенность измерений | Тип В неопределенности, функция распределения | Относительное стандартное отклонение  , % |
Разрешение | Прямоугольное распределение |  |
Воспроизводимость | - |  |
Повторяемость | - |  |
Уход нуля | - |  |
Отклонение интерполяции  | Треугольное распределение |  |
Для данных ИКМС используют только линейную аппроксимирующую функцию.
Приложение Б
(рекомендуемое)
Форма протокола поверки
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Протокол поверки N ____ " _______________ " ________ 201 _____ г. измерителя крутящего момента силы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тип |
| зав. N |
| Изготовлен |
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Диапазон измерений | Комплектность | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Принадлежащего |
| Поверка проведена на |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Условия поверки: давление |
| кПа; влажность |
| %; температура, °С: до начала измерений |
| , в конце измерений |
| |||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||
Результаты внешнего осмотра: |
| соответствует. Результаты опробования: |
| соответствует. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Направление нагружения: |
| часовой стрелке |
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Результаты определения метрологических характеристик | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Крутящий момент, Н·м | Показания измерителя в циклах нагружения, Н·м | Ср. зн.  ,  , Н·м | Общ. ср.  , Н·м | Значения составляющих погрешности, Н·м | Отн. погр., , % | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 |
|
| Сист.  | СКО  | Вариация,  | СКО + вар.,  | Сумм.,  |
| |||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Максимальная абсолютная суммарная погрешность, Н·м | |||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Приведенная погрешность, % |
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Относительная погрешность, % |
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Выдано свидетельство N ____ от " ___________" 201 ___ г. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Поверку провел |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Библиография
|
|
|
[1] | DIN 51309:2005-12 | Машины для испытаний материалов. Калибровка статических измерителей крутящего момента.
 - Kalibrierung von  statische Drehmomente |
[2] | Рекомендации по межгосударственной стандартизации | Государственная система обеспечения единства измерений. Применение Руководства по выражению неопределенности измерений |
________________ * Утратили силу. Действуют ГОСТ Р 54500.1-2011 "Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководства по неопределенности измерения", ГОСТ Р 54500.3-2011 "Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения", ГОСТ 34100.3.1-2017 "Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. Дополнение 1. Трансформирование распределений с использованием метода Монте-Карло".
| ||
[3] | Межотраслевые правила по охране труда ПОТ Р М-016-2001 (РД 153-34.0-03.150-00) | Правила безопасности при эксплуатации электроустановок |
[4] | Правила по метрологии ПР 50.2.012-94 | Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок аттестации поверителей средств измерений |
[5] | Правила по метрологии ПР 50.2.006-94 ** | Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений |
____________________ ** Отменены. | ||
|
|
УДК 531.781:006.354 | ОКС 17.020, 17.100 |
Ключевые слова: крутящий момент силы, измеритель крутящего момента силы, методика поверки, установка поверочная | |