Современные технологии измерений

Рекомендации по выбору контрольно-поверочного оборудования для проверки метрологических характеристик счетчика СМТ Смарт

Выполнение проверки метрологических характеристик счетчиков СМТ-Смарт предусматривается в документе «Счетчики газа микротермальные. Программа опытной эксплуатации и ресурсных испытаний счетчиков газа СМТ Смарт G4 (G6)». Сама процедура проверки должна производиться по методике, приведенной в инструкции «Счетчики газа микротермальные СМТ Смарт. Методика поверки» МП-0725-1-2018, разработанной в Государственном научном метрологическом центре ФГУП «ВНИИР» г.Казань.

Данная инструкция устанавливает процедуру первичной поверки счетчиков СМТ-Смарт до ввода в эксплуатацию и после ремонта, а также периодической поверки в процессе эксплуатации. Также в этой инструкции – см. раздел «Средства поверки», приведены требования к типам применяемого эталонного оборудования и его точностным характеристикам. Так, для рабочего эталона объемного расхода газа указан предел допускаемой относительной погрешности: не более ± 0,5%; данная цифра должна быть приведена в действующем сертификате на эталонное средство. В связи с тем, что счетчик СМТ-Смарт предназначен для измерения объема газа. приведенного к стандартным условиям (температура плюс 20°С, давление 101,3 кПа), указанная норма точности эталонного средства измерения применима к эталонам  расхода газа, измеряемой величиной которого также является расход газа, приведенный к стандартным условиям. Значение объема газа, прошедшего через эталон расхода газа при этом приводится к стандартным условиям в соответствии с правилами применения и содержания данного эталона расхода газа.

Однако значительно чаще встречаются эталоны расхода газа, в которых измеряемой (задаваемой) величиной является расход газа при рабочих условиях, когда температура и давление газовой среды отличаются от стандартных условий - температура плюс 20°С, давление 101,3 кПа. Для этого случая методика поверки МП-0725 -1-2018 предполагает приведение объема газа, прошедшего через эталон расхода к стандартным условиям по формуле:

Очевидно, что и для данного случая требование к значению предела относительной погрешности объема газа, приведенного к стандартным условиям не более ±0,5% остается в силе, что должно быть отражено в действующем сертификате на данное средство измерения. Если же применение подобной процедуры расчета действующим сертификатом на эталонное средство задания расхода не предусмотрено, для проведения проверки метрологических характеристик СМТ Смарт с использованием данного эталона расхода, необходимо уточнить требования по погрешности каждого из средств измерений, результаты которых участвуют в расчете по приведенной выше формуле. Так, с учетом влияния на конечный результат значений погрешности измерения температуры и абсолютного давления измеряемого газа, для эталона задания расхода газа при рабочих условиях, значение предела относительной погрешности δv может составлять не более ± 0,3% и эта величина должна быть приведена в сертификате аттестации данного средства измерения.

Преобразователь температуры, используемый для измерения температуры газа, установленный в газовый измерительный канал эталонного средства задания расхода непосредственно перед счетчиком СМТ Смарт должен иметь абсолютное значение погрешности измерения температуры не более 0,25°С что, для диапазона температур измеряемой среды от плюс 15 до плюс 25°С ( исходя из требований п. 4 «Условия поверки» инструкции МП 0725-1-2018) соответствует значению относительной погрешности измерения δt не более ± 0,1%.

Как известно, предел основной погрешности измерения датчиков давления выражается в процентах от диапазона измерения или верхнего предела измерения (см. п.2.2.1 ГОСТ 22520-85 «Датчики давления, разрежения и разности давлений с электрическим аналоговым выходным сигналом»). Поэтому выбор верхнего предела измерения для датчика, результаты измерения которого будут использованы для расчетов по приведенной выше формуле должен производиться с учетом конструкции конкретного эталонного средства задания расхода. Так, для эталона на базе критических сопел, структурная схема которого приведена на рис.1, величина абсолютного давления газа в измерительном канале непосредственно перед установленным счетчиком будет ниже атмосферного. Выбрав датчик абсолютного давления с верхним пределом измерения 0,16мПа и величиной погрешности измерения ±0,15 % ВПИ получим, при величине абсолютного давления газа в точке установке датчика, равной 100кПа, расчетное предельное значение основной погрешности измерения давления δp порядка ±0,24%.

Тогда, с учетом полученных значений пределов относительных погрешностей канала измерения расхода, температуры и давления получим величину предельного значения погрешности измерения объема газа с учетом пересчета объема к стандартным условиям:

соответственно, величина относительной расширенной неопределенности измерений Uvc ( при коэффициенте охвата 2) объема газа, приведенного к стандартным условиям будет не более 0,509, что соответствует требованиям, предъявляемым к эталонным средствам измерения , приведенным в инструкции МП 0725-1-2018.

В случае использования эталонного средства задания расхода на базе сопел Витошинского, схема которого приведена на рис.2, выбор верхнего предела измерения датчика абсолютного давления  должен осуществляться аналогичным образом, за исключением того, что абсолютное давление в газовом измерительном канале эталонного средства задания расхода будет выше атмосферного; его величина может быть определена исходя из технических характеристик  эталонного средства задания расхода  или измерена  экспериментально.

Таким образом, при использовании эталонного средства задания расхода при рабочих условиях газовой среды применение предложенного в инструкции МП 0725-1-2018 расчетного метода приведения объема газа к стандартным условиям требует, в каждом конкретном случае, исходя из предела относительной погрешности  используемого эталона измерения расхода, уточнения величин относительных погрешностей каналов измерения температуры и давления измеряемой газовой среды для получения предельного значения погрешности измерения объема газа с учетом пересчета объема к стандартным условиям δvc не более  ± 0,5%.