Р 50.2.026-2002

Группа Т80

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕТРОЛОГИИ


Государственная система обеспечения единства измерений

ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОПРОТИВЛЕНИЯ И РАСХОДОМЕРЫ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ В УЗЛАХ КОММЕРЧЕСКОГО УЧЕТА ТЕПЛОТЫ

Методика подбора пар термопреобразователей и согласование
расходомеров по метрологическим характеристикам.
Общие положения

ОКС 17.120
         17.200.20
ОКСТУ 0008

Дата введения 2003-07-01

Предисловие

     
     1 РАЗРАБОТАНЫ Федеральным государственным унитарным предприятием "Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии им.Д.И.Менделеева" (ФГУП "ВНИИМ им.Д.И.Менделеева") Госстандарта России
     
     ВНЕСЕНЫ Управлением метрологии Госстандарта России
     
     2 ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 19 декабря 2002 г. N 493-ст
     
     3 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ
     

     1 Область применения

     
     Настоящие рекомендации распространяются на термопреобразователи сопротивления и электромагнитные расходомеры, входящие в состав теплосчетчиков.
     
     Настоящие рекомендации применяют при коммерческом учете количества теплоты и теплоносителя с целью повышения точности измерений.
     
     Рекомендации предназначены для разработчиков теплосчетчиков при подборе пар термопреобразователей, при согласовании преобразователей расхода (расходомеров) или при выполнении этих двух операций.
     
     Межповерочный интервал для подобранных пар термопреобразователей и согласованных пар преобразователей расхода (расходомеров, водосчетчиков) устанавливает разработчик при проведении испытаний теплосчетиков.
     
     

     2 Нормативные ссылки

     
     В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:
     
     ГОСТ 8.320-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Расходомеры электромагнитные. Методы и средства поверки
     
     ГОСТ 8.461-82 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления. Методы и средства поверки
     
     ГОСТ 6651-94 Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний
     
     ГОСТ 15528-86 Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения
     
     ГОСТ 26691-85 Теплоэнергетика. Термины и определения
     
     ГОСТ 28723-90 Расходомеры скоростные, электромагнитные и вихревые. Общие технические требования и методы испытаний
     
     МИ 2553-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Энергия тепловая и теплоноситель в системах теплоснабжения. Методика оценивания погрешности измерений. Общие положения
     
     

     3 Определения

     
     В настоящих рекомендациях применяются следующие термины с соответствующими определениями:
     
     теплосчетчик: Система средств измерений и технических средств, обеспечивающая измерение параметров теплоносителя, его массы (объема) и количества теплоты;
     
     тепловычислитель: Техническое средство, обеспечивающее определение количества теплоты и параметров теплоносителя на основе измерительной информации о расходе (массе, объеме), температуре и давлении теплоносителя;
     
     преобразователь расхода: Средство измерений расхода жидкости, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем (ГОСТ 15528);
     
     термопреобразователь сопротивления: Средство измерений, электрическое сопротивление которого зависит от температуры (ГОСТ 6651);
     
     узел учета: Функционально объединенная совокупность средств измерений, технических средств и дополнительных устройств, обеспечивающая измерение (регистрацию) параметров теплоносителя, его массы (объема) и количества теплоты;
     
     закрытая система теплоснабжения: Водяная система теплоснабжения, в которой вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как теплоноситель и из сети не отбирается (ГОСТ 26691);
     
     открытая система теплоснабжения: Водяная система теплоснабжения, в которой теплоноситель частично или полностью отбирается из сети потребителями (ГОСТ 26691);
     
     приборы учета: Измерительные приборы, обеспечивающие измерение расхода (массы, объема), температуры и давления теплоносителя, а также накопление, хранение и представление информации о количестве теплоты и массы (объема) теплоносителя;
     
     подобранная пара термопреобразователей сопротивления: пара термопреобразователей сопротивления, обеспечивающая минимальную систематическую погрешность измерений разности температур;
     
     согласованная пара электромагнитных преобразователей расхода (расходомеров, водосчетчиков): пара электромагнитных преобразователей расхода (расходомеров, водосчетчиков), обеспечивающая минимальную систематическую погрешность при измерении разности расходов (массы, объема) (ГОСТ 8.320).
     
     

     4 Общие положения

     
     4.1 Количество теплоты и теплоносителя измеряют теплосчетчиком, в состав которого входят преобразователи расхода или расходомеры (водосчетчики), термопреобразователи сопротивления (ТС) и тепловычислитель.
     
     4.2 Учитывая, что при измерении количества теплоты выполняют однократные измерения, погрешность измерений определяется погрешностью средств измерений (СИ), входящих в теплосчетчик, а также зависит от параметров теплоносителя и их соотношений.
     
     4.3 В соответствии с МИ 2553 относительную погрешность измерения количества теплоты  оценивают по формуле
     

                      (1)

     
где , , ,  - масса и энтальпия теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах соответственно;
     
     , , ,  - относительная погрешность измерения массы и энтальпии теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах соответственно;
     
      и  - коэффициенты, рассчитываемые по формулам: ; .
     
     4.4 С целью уменьшения погрешности измерений количества теплоты используют рабочие СИ с минимально возможной погрешностью. Как видно из формулы (1) существенную составляющую этой погрешности составляет погрешность, возникающая при измерении разности энтальпий () и разности масс () теплоносителя. Погрешность измерений количества теплоты выражается в относительной форме, поэтому при измерении малых разностей энтальпий или разности расхода теплоносителя возникают значительные относительные погрешности, увеличивающие погрешность измерений количества теплоты.
     
     Примечание - В уравнениях измерений количества теплоты используют энтальпию, которая функционально зависит от температуры, плотности и давления теплоносителя. Погрешности измерений давления и плотности пренебрежимо малы по сравнению с погрешностью измерений температуры, поэтому погрешность измерений энтальпии можно считать практически равной погрешности измерений температуры.
     
     
     4.5 В узлах учета для открытых систем теплоснабжения с целью уменьшения погрешности измерений количества теплоты и теплоносителя подбирают ТС и согласовывают преобразователи расхода (расходомеры, водосчетчики) по метрологическим характеристикам так, чтобы при измерении разности расхода или температур уменьшить погрешность их измерений.
     
     4.6 В настоящих рекомендациях рассмотрена методика подбора ТС и согласования электромагнитных расходомеров, которые имеют линейную градуировочную характеристику. В случае линейной градуировочной характеристики вихревых и ультразвуковых преобразователей расхода (расходомеров, водосчетчиков) также возможно их попарное согласование.
     
     4.7 Подбор ТС и согласование преобразователей расхода выполняют после проведения поверки этих СИ на основании экспериментальных данных, полученных при поверке по программе, разработанной в ФГУП "ВНИИМ им. И.Менделеева". В программе предусмотрен подбор пар ТС в диапазоне температур от 0 °С до 100 °С при разности температур в подающем и обратном трубопроводе от 3 °С до 50 °С.
     
     

     5 Методика подбора пар термопреобразователей сопротивления по метрологическим характеристикам

     
     5.1 В теплосчетчиках применяют внесенные в Госреестр СИ платиновые термопреобразователи и ТС, соответствующие техническим требованиям ГОСТ 6651.
     
     5.2 Измерение температуры теплоносителя выполняют с помощью ТС и тепловычислителей, входящих в состав теплосчетчика. Температуру теплоносителя определяют по номинальной статической характеристике, имеющей вид:
     

 ,                                                                                                     (2)

     
где  - сопротивление ТС при температуре  °С;
     
      - отношение сопротивлений при температуре  к сопротивлению при температуре 0 °С;
     
      - сопротивление ТС при температуре 0 °С.
     
     5.3 В соответствии с ГОСТ 6651 ТС изготовляют трех классов допуска: А, В и С.
     
     В теплосчетчиках в качестве индивидуальных ТС используют наиболее точные - классов допуска А и В.
     
     5.4 Отклонение индивидуальной статической характеристики ТС от номинальной приводит к появлению систематической погрешности , которую в зависимости от температуры  и классов допуска А и В вычисляют по формулам соответственно:     

 ;                                                                            (3)

 .                                                                               (4)

     
     5.5 При измерении парой ТС разности температур возникает значительная относительная погрешность. С целью уменьшения этой погрешности необходимо подобрать пару ТС так, чтобы оцениваемая погрешность измерения разности температур в подающем и обратном трубопроводах не превышала для пары класса 1 - ±(0,05+0,001), для пары класса 2 - ±(0,10+0,002 ).
     
     5.6 Подбор пар ТС выполняют по разработанной программе для тех ТС, которые прошли поверку. Аппаратура и экспериментальные действия поверителя должны соответствовать требованиям ГОСТ 6651 и ГОСТ 8.461. Подбор пар ТС основан на построении индивидуальной статической характеристики для каждого ТС.
     
     5.7 Исходными данными для программы являются:
     
     - показания эталонного и поверяемых термометров при температуре, равной нулю: =0 °С;
     
     - отсчеты  и  (в милливольтах при измерительном токе в миллиамперах (мА) или значения сопротивления эталонного и поверяемых термометров при температуре кипения воды: );
     
     - значение коэффициента  для ТС по ГОСТ 6651 (где   коэффициент интерполяционного уравнения для платиновых ТС с =1,3910 и =1,3850).
     
     В результате использования программы получают:
     
     - значения коэффициента  для индивидуальной статической характеристики ТС (где  - коэффициент индивидуальной статистической характеристики ТС);
     
     - отношение сопротивлений при температуре 100 °С к сопротивлению при температуре 0 °С - ;
     
     - индивидуальные статические характеристики для каждого ТС;
     
     - класс ТС;
     
     - значения коэффициентов  и  для формулы, по которой оценивают погрешность измерений температуры ТС:  (где  и  - коэффициенты уравнения, позволяющего оценить погрешности ТС);
     
     - перечень подобранных пар ТС с их индивидуальными номерами.
     
     5.8 Проверку подобранных пар ТС и принятия решения об их классе выполняют также с помощью программы при оценивании абсолютной (относительной) погрешности измерений разности температур , равной 5, 10, 20, 40 °С при температуре теплоносителя в обратном трубопроводе , равной 50 °С. Для этого с помощью программы устанавливают:
     
     не превышает ли эта погрешность абсолютную  (относительную  ) погрешность, оцениваемую по формуле
     

 °С                                          (5)

     
     для подобранной пары класса 1;
     
     не превышает ли эта погрешность абсолютную  (относительную  ) погрешность, оцениваемую по формуле
     

 °С                                        (6)

     
     для подобранной пары класса 2.
     
     5.9 Подобранная пара ТС с ее метрологическими характеристиками и индивидуальными номерами вводится в базу данных программы для использования информации при периодической поверке этой пары.
     
     5.10 В протоколе подбора пары ТС указывают: номер свидетельства о поверке каждого ТС; класс пары ТС; коэффициенты  и  для оценивания погрешности измерений каждым ТС; индивидуальный номер пары ТС с указанием места его установки (в подающий трубопровод или обратный).
     
     

     6 Методика согласования пар электромагнитных преобразователей расхода (расходомеров, водосчетчиков) по метрологическим характеристикам

     
     6.1 В теплосчетчиках наряду с другими преобразователями расхода (расходомерами, водосчетчиками) применяют электромагнитные расходомеры (ЭМР), соответствующие ГОСТ 28723 и внесенные в Госреестр СИ.
     
     6.2 При измерении малых разностей расходов теплоносителя относительная погрешность  может быть значительна, что увеличит погрешность измерений количества теплоты [см. формулу (1)].
     
     6.3 С целью уменьшения погрешности измерений разности расхода теплоносителя целесообразно согласовать ЭМР по метрологическим характеристикам.
     
     6.4 Для согласования ЭМР используют эталонные СИ и ЭМР, прошедшие поверку.
     
     6.4.1 При согласовании пары ЭМР действительное значение относительной погрешности измерения расхода каждого из ЭМР должно быть определено с указанием десятичных долей процента.
     
     6.4.2 При использовании выходного сигнала ЭМР в виде частоты электрических импульсов их измерения выполняют в течение 100 с.
     
     6.4.3 При использовании выходных сигналов в виде постоянного тока или частоты электрических импульсов ошибка округления не должна превышать 0,1% от значения выходного сигнала.
     
     6.5 По результатам поверки ЭМР в программу согласования пары ЭМР вводят: диапазон расходов, значения выходных сигналов и погрешностей в поверяемых точках диапазона.
     
     6.6 Подбор пары ЭМР осуществляют с помощью программы по данным поверки ЭМР на тех значениях расходов, которые указаны в методике поверки.
     
     6.7 Погрешность измерения разности расходов подобранной парой ЭМР - в пределах ±0,5%.
     
     6.8 Подобранную пару ЭМР с ее индивидуальными номерами вводят в базу данных программы для использования информации при периодической поверке этой пары ЭМР.
     
     6.9 В протоколе подбора пары ЭМР указывают: номер свидетельства о поверке каждого ЭМР; индивидуальный номер пары ЭМР с указанием места его установки (в подающий трубопровод или обратный).
     
     
     
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ИПК Издательство стандартов, 2003