МИ 2917-2005. Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Фотометры импульсные типа ФИ-1, ФИ-2, ФИ-3. Методика поверки
(утв. ФГУП ВНИИМС 12.01.2005)
Примечание
Взамен РД 52.04.33-84 «Фотометрический импульсный преобразователь прозрачности слоя атмосферы (типа ФИ-1). Методы и средства поверки. Методические указания», РД 04.28-97 «Фотометр импульсный (типа ФИ-2). Методика поверки».
Утверждена ФГУП «ВНИИМС» 12 января 2005 года
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
ФОТОМЕТРЫ ИМПУЛЬСНЫЕ ТИПА ФИ-1, ФИ-2, ФИ-3
Предисловие
Настоящая рекомендация распространяется на фотометры импульсные типа ФИ-1 по ТУ 25-16.003-81, ФИ-2 по ТУ 4442-103-07502348-97 (Ю-34.12.207 ТУ) и ФИ-3 (Ю-34.12.209 ТУ), предназначенные для непрерывных дистанционных измерений светового коэффициента направленного пропускания (СКНП) слоя атмосферы в месте установки и определения по его значению метеорологической дальности видимости (МДВ), которые имеют нормативно-технические характеристики, приведенные в таблице 1.
Основные нормативно-технические характеристики ФИ-1, ФИ-2 и ФИ-3
Перечисленные фотометры могут применяться как автономно, так и в составе аэродромных метеорологических систем и станций (типа КРАМС-2, КРАМС-2-АРМ, КРАМС-4, АМИС-1, АМИС-РФ, АМИИС-2000, MILOS-500, AWS-861 или аналогичных им).
Рекомендация устанавливает методы и средства послеремонтной и периодической поверки в реальных условиях на местах установки.
Межповерочный интервал — 1 год.
2.1 При проведении поверки выполняют следующие операции:
3.1 При проведении поверки применяют средства поверки, представленные в таблице 2.
| Наименование средства поверки | Нормативно-технические характеристики |
| Портативный поверочный комплекс ППК-5, включающий: | Диапазон изменения коэффициента пропускания: от 10% до 70%; предел допускаемой основной погрешности коэффициента пропускания светофильтра не более 0,5% |
| комплекты эталонных нейтральных светофильтров по ГОСТ 9411-81 Е (для ФИ-1); Световой коэффициент пропускания: (10 +/- 2)%, (20 +/- 2)%, (50 +/- 2)%, (70 +/- 2)% | |
| комплект поверочный КП-ФИ-2 по Ю-41.81.083 (для ФИ-2 и ФИ-3) в составе: | Световой коэффициент пропускания: (4 +/- 1)%, (20 +/- 2)%, (50 +/- 2)%, (70 +/- 2)%, (90 +/- 2)% |
| двух поверочных светозамыкателей, | |
| двух соединительных кабелей блока фотометрического (БФ) и блока отражателей (БО) длиной от 2 до 5 м, | |
| пяти оправок для светофильтров (для ФИ-3); | |
| универсальный вольтметр для измерения постоянного тока 10,00 мА, например В7-38 по ХВ 2.710.031 ТУ | Основная относительная погрешность: не более +/- 0,22% |
| Комплект нейтральных светофильтров КС-102 по Ю-42.82.201 ТУ Гос. реестр № 9117-83 (для ФИ-3) | Номинальные значения коэффициента пропускания: (92,0 +/- 3,0)%, (70,0 +/- 5,0)%, (50,0 +/- 10,0)%, (18,0 +/- 4,0)%, (7,0 +/- 1,5)% |
| 3.2 Допускается применять другие средства поверки с метрологическими характеристиками, не уступающими указанным в 3.1. | |
4.1 При поверке фотометров соблюдают следующие условия:
- <a id="p100121"></a>температура окружающего воздуха, °C ............ от -50 °C до +50 °C;
- <a id="p100122"></a>атмосферное давление ........................... от 600 до 1100 гПа;
- <a id="p100123"></a>относительная влажность, % ..................... от 30% до 90%;
- <a id="p100124"></a>напряжение питающей сети переменного тока ...... 220 +22; -33 В.
4.2 Периодическую поверку проводят при отсутствии дыма, пыли, тумана и осадков в реальных условиях эксплуатации при видимости более 15 км.
5 Требования к квалификации поверителя и требования безопасности
5.1 К проведению поверки допускают лиц, прошедших специальную подготовку и имеющих подтвержденное (действующим документом) право проведения поверки средств измерения метеорологического назначения.
5.2 При проведении поверки соблюдают требования «Правил технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», «Правил техники безопасности и технической эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденных Госэнергонадзором СССР 12.04.69, «Правил по технике безопасности при поверке и ремонте гидрометеорологических приборов и установок» (М.: Гидрометеоиздат, 1971), а также требования мер безопасности, изложенных в технических описаниях средств поверки.
6.1 Перед проведением поверки ФИ-1 выполняют следующие подготовительные работы:
- <a id="p100131"></a>проверяют наличие и полноту комплекта и сопроводительной
документации;
- <a id="p100132"></a>проверяют параметры сети питания и качество записи регистратора;
- <a id="p100133"></a>готовят протокол поверки, заносят в него номера блоков и узлов
поверяемого прибора, номера устройств автоматических станций,
входящих в измерительный канал видимости, включая номера центральных
устройств станций, а также метеорологические параметры в местах
установки блоков, узлов и устройств поверяемого прибора;
- <a id="p100134"></a>открывают боковой люк БФ, извлекают защитный светофильтр, а на
передней панели блока закрепляют замыкатель оптический (ЗО).
6.2 Перед проведением поверки ФИ-2 и ФИ-3 выполняют следующие подготовительные работы:
- <a id="p100136"></a>готовят к работе средства поверки и испытательное оборудование в
соответствии с их технической документацией;
- <a id="p100137"></a>проверяют полноту комплекта и знакомятся с записями в
эксплуатационной документации об устраненных неисправностях в
течение последнего межповерочного интервала;
- <a id="p100138"></a>проверяют наличие свидетельств (отметок) о предыдущей поверке
прибора;
- <a id="p100139"></a>при послеремонтной поверке размещают БО перед БФ в створе его
оптической оси на расстоянии от 2 до 5 м и подключают их к БФ с
помощью кабелей (в соответствии со схемой приложения А). По прицелу БФ убеждаются в его правильной наводке на оптический вход БО; - при работе в естественных условиях (без демонтажа БО) с объектива светозамыкателя снимают ослабляющий матовый фильтр; - проверяют условия воздушной среды и параметры сети электропитания прибора и средств поверки; - подключают щит ЩС и блок индикации (БИ) к сети электропитания; - открывают крышку контроль на БФ; - устанавливают на БИ тумблер РУЧН-АВТ в положение РУЧН, тумблер ОД-ОБ (переключение диапазонов) в положение ОД; - устанавливают тумблер РЕЖИМ на вставке измерительного кабеля по Ю-48.50.597-01 в положение ЛИНИЯ; - устанавливают тумблер СЕТЬ на щите ЩС в положение ВКЛ. При этом индикатор СЕТЬ на щите ЩС должен засветиться, а табло СКНП на панели БФ фотометра должно остаться в выключенном состоянии; - устанавливают тумблер ВКЛ на БИ во включенное положение и убеждаются, что засветилось табло БИ, а на БФ фотометра засветилось табло СКНП; - включают и подготавливают к работе вольтметр. Подключают его к
гнездам ТОК вставки измерительного кабеля по Ю-48.50.597-01,
соблюдая полярность. Устанавливают тумблер на вставке в положение
ТОК;
- <a id="p100150"></a>выдерживают поверяемый прибор и вольтметр во включенном состоянии 30
мин;
- <a id="p100151"></a>снимают бленду с рамки защитного стекла БФ. На рамке устанавливают
светозамыкатель по Ю-44.82.186, обеспечивающий работу прибора в
режиме ОД, и закрепляют гайками. На БФ устанавливают тумблер ОД-ОБ в
положение ОД;
- <a id="p100152"></a>помещают в оправки комплекта вспомогательных приспособлений
светофильтры КС-102 (для ФИ-3);
- <a id="p100153"></a>с помощью диафрагмы устанавливают значение коэффициента пропускания
(100 +/- 0,2)%;
- <a id="p100154"></a>помещают в светозамыкатель светонепроницаемый экран и определяют
время отработки коэффициента пропускания 10% до 90%. Оно должно
составить от 30 до 60 с;
- <a id="p100155"></a>убеждаются, что смещение нуля поверяемого прибора по вольтметру
составляет (0,025 +/- 0,025) мА (для ФИ-2) или (0,015 +/- 0,015) мА
(для ФИ-3);
- <a id="p100156"></a>убеждаются, что показания БИ по шкале МДВ составляют не более 110 м.
7 Проведение поверки и обработка результатов измерений
7.1 Внешний осмотр
При внешнем осмотре устанавливают: - отсутствие у поверяемого прибора видимых механических повреждений; - отсутствие загрязнений, царапин, сколов на оптических деталях; - отсутствие повреждений кабелей и разъемов; - исправность органов управления и четкость фиксации переключателей; - четкость и хорошую различимость маркировочных надписей на блоках.
7.2 Опробование
7.2.1 Устанавливают соответствие прибора следующим требованиям:
- <a id="p100167"></a>после включения прибора работает импульсная лампа БФ;
- <a id="p100168"></a>после включения обогрева задние стенки отражателей теплые;
- <a id="p100169"></a>изменение положения диафрагмы светозамыкателя вызывает изменение
показаний прибора.
7.2.2 При снятом светозамыкателе убеждаются, что при отклонении линии прицеливания по оптическому прицелу БФ на крайние трипль-призмы как в режиме ОБ, так и в режиме ОД показания МДВ изменяются не более чем на 1%.
7.2.3 На передней панели блока закрепляют ЗО.
7.2.4 После прогрева прибора в течение не менее 60 мин при установленном в ЗО эталонном светофильтре № 1 (для ФИ-1) или без светофильтров (для ФИ-2 и ФИ-3) с помощью диафрагмы ЗО по стрелочному указателю блока преобразователя функционального (ПФ) устанавливают значение коэффициента прозрачности, равное указанному для этого светофильтра (для ФИ-1) или без светофильтров (для ФИ-2 и ФИ-3) в формуляре прибора.
7.2.5 Устанавливают в ЗО светонепроницаемый экран из комплекта светофильтров. При этом значение коэффициента пропускания по указателю блока ПФ К0 должно составлять (0 +/- 1)% (для ФИ-1) или (0,025 +/- 0,025) мА (для ФИ-2), или (0,015 +/- 0,015) мА (для ФИ-3). Аналогично при извлечении светонепроницаемого экрана из ЗО коэффициент пропускания Kmax должен составлять (99 +/- 1)% (для ФИ-1) или (100 +/- 0,2)% (для ФИ-2 и ФИ-3). Результаты заносят в протокол поверки по форме, представленной в приложении Б.
Примечание - Установленное положение диафрагмы сохраняют при всех последующих операциях, а после переключения поддиапазона операцию установки с помощью диафрагмы ЗО коэффициента пропускания при эталонном светофильтре № 1 (для ФИ-1) или без фильтров (для ФИ-2 и ФИ-3) повторяют.
7.2.6 Устанавливают режим автоматического переключения рода работы и перекрывают световой поток светонепроницаемым экраном. По индикаторам «ОБ» и «ОД» проверяют автоматическое переключение с дальнего отражателя на ближний. Оно должно происходить в пределах МДВ, равной 250 м +/- 25% (для ФИ-2) или 350 м +/- 25% (для ФИ-3). После извлечения светонепроницаемого экрана переключение должно происходить в пределах МДВ, равной 500 м +/- 25% (для ФИ-2) или 600 м +/- 20% (для ФИ-3).
7.2.7 Устанавливают режим ручного переключения рода работы.
7.3 Определение метрологических характеристик
7.3.1 Устанавливают режим ОД
7.3.2 Определяют положение нуля шкалы МДВ, для чего в ЗО фотометра устанавливают светонепроницаемый экран и после выдержки в течение не менее 3 мин снимают показания МДВ Sм01, которые заносят в протокол поверки (приложение Б).
7.3.3 Последовательно устанавливают в ЗО эталонные светофильтры с коэффициентами пропускания Kэф, указанными в свидетельстве о поверке (близкими к 10%, 20%, 50% и 70% (для ФИ-1) или к 4%, 20%, 50%, 70% и 90% (для ФИ-2 и ФИ-3), а также определяют максимальные показания без фильтров 99% (для ФИ-1) и (100 +/- 0,2)% (для ФИ-2 и ФИ-3). После выдержки в каждой поверяемой точке в течение не менее 3 мин снимают отсчеты коэффициента пропускания K, а также значения Sм с табло БИ и заносят их в протокол поверки по форме, представленной в приложении Б.
Затем устанавливают эталонные светофильтры в обратной последовательности, снимают значения Sм с табло БИ и заносят их в протокол поверки по форме, представленной в приложении Б.
7.3.4 Вторично определяют место нуля шкалы МДВ, для чего в ЗО фотометра устанавливают светонепроницаемый экран и после выдержки в течение не менее 3 мин снимают показание МДВ Sм02, которое заносят в протокол поверки по форме, представленной в приложении Б.
7.3.5 Определяют дрейф нулевого отсчета шкалы МДВ:
\Delta S_{\text{м}0} = S_{\text{м}02} - S_{\text{м}01} , (1)
который не должен превышать половины предела основной допускаемой погрешности: \Delta S_{\text{м}0}<10\text{м} ;
7.3.6 Переводят фотометр в режим работы ОБ (база 20 м для ФИ-1 и 100 м для ФИ-2 и ФИ-3). Повторяют операцию согласно примечанию к 7.2.5.
7.3.7 Последовательно устанавливают в ЗО эталонные светофильтры в прямой и обратной последовательности, снимают в каждой поверяемой точке отсчеты K. Записывают соответствующие значения Sм в протокол поверки по форме, представленной в приложении Б.
7.3.8 По результатам измерений вычисляют:
- основную абсолютную погрешность измерения коэффициента пропускания \alpha_{k} (%) в каждой поверяемой точке по формуле
\alpha_{k} = \text{К } - \text{К}_{\text{эф}} ; (2)
- среднее значение основной абсолютной погрешности измерения коэффициента пропускания \Delta_{k} (%) по формуле
\Delta_{k} = \frac{\sum \alpha_{k}}{N} , (3)
где N — суммарное число измерений по эталонным фильтрам в режимах ОБ и ОД;
- среднее квадратическое отклонение основной абсолютной погрешности измерения коэффициента пропускания \sigma_{\text{Кф}} по формуле
\sigma_{\text{Кф}} \sqrt[= \pm]{\sum (\Delta_{k} - \alpha_{k})^{2}/(N - 1)} , (4)
- вариацию dvar коэффициентов пропускания при прямом Kпр и обратном ходе Kобр в каждой поверяемой точке по формуле
\delta_{var} = K_{\text{пр}} - K_{\text{обр}} ; (5)
- предел допускаемой основной абсолютной погрешности измерения коэффициента пропускания \Delta_{\text{Кф}} по формуле
\Delta_{\text{Кф}} = |\Delta_{\text{К}}| + 1,74\sigma_{\text{Кф}} ; (6)
\alpha_{S\text{м}} = S_{\text{м}} - S_{\text{мэ}} , (7)
где S_{\text{мэ}} — МДВ, определяемая по значениям Kэф в каждой поверяемой точке по таблицам В.1 и В.2 (приложение В), м;
- основную относительную погрешность (%) измерения МДВ \delta_{S\text{м}} в каждой поверяемой точке по формуле
\delta_{S\text{м}} = \frac{\alpha_{S_{\text{м}}}}{S_{\text{м}}} \cdot 100 , (8)
Результаты вычислений записывают в протокол поверки по форме, представленной в приложении Б.
7.3.9 Предел допускаемой основной абсолютной погрешности измерения коэффициента пропускания не должен превышать в реальных условиях значений, указанных в таблице 1. Вариация коэффициентов пропускания \delta_{var} при прямом и обратном ходе не должна превышать \sigma_{\text{Кф}} .
7.3.10 Основная относительная погрешность определения МДВ не должна превышать пределов, указанных в таблице 1.
8 Оформление результатов поверки
8.1 Результаты поверки считают положительными, если прибор удовлетворяет всем требованиям настоящей рекомендации.
8.2 На приборе, прошедшем поверку, ставят клеймо в соответствии с ПР 50.2.007 [1] и оформляют свидетельство о поверке в соответствии с ПР 50.2.006 [2] или этикетку с указанием даты поверки (при этом запись удостоверяют клеймом).
8.3 При отрицательных результатах поверки прибор к применению не допускают, поверительное клеймо гасят и выданное ранее свидетельство о поверке или этикетку аннулируют. Выдают извещение о непригодности прибора с указанием причин в соответствии с ПР 50.2.006 [2] и о необходимости проведения поверки после ремонта.
СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ПОВЕРКИ ФИ-2 И ФИ-3
Фотометр _______________ в составе: (тип)
фотометрический блок (БФ) зав. N ______
преобразователь функциональный (ПФ) зав. N _______
блок регистрации (БР) зав. N ______
щит распределительный зав. N ______
вольтметр цифровой (ВЦ) зав. N ______
отражатель дальний зав. N ______
отражатель ближний зав. N ______
автоматическая метеостанция типа _______ зав. N ______,
принадлежащий ____________________________________________________________, (название организации)
поверено по эталонному СИ ___________________ зав. N _____________________.
Дата проведения поверки __________________________________________________.
Вид поверки ______________________________________________________________. (периодическая, послеремонтная)
Место проведения поверки _________________________________________________.
Заключение ________________________________________________________________ (годен, не годен)
Поверитель __________________ _____________________________ (подпись) (инициалы, фамилия)
1. Опробование K0 = _______; Kmax = _______.
2. Определение метрологических характеристик:
\Delta_{S\text{м}0} = S_{\text{м}02} - S_{\text{м}01} =
| N п/п | Kэф % | Sм м | Sмэ м | K % | \alpha_{k} % | (\Delta_{k} - \alpha_{k})^{2} | \delta_{var} % | \alpha_{S\text{м}} м | \delta_{S\text{м}} % |
| Режим ОД | |||||||||
| Режим ОБ | |||||||||
| \sum = | \sum = | ||||||||
| \Delta_{K} = | |||||||||
| \sigma_{\text{Кф}} | \Delta_{\text{Кф}} |
|---|---|
Заключение: ___________________________________________________________ (годен, не годен)
Ответственный поверитель ______________ _____________________________ (подпись) (инициалы, фамилия)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ДАЛЬНОСТИ ВИДИМОСТИ ПО ЗНАЧЕНИЯМ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПУСКАНИЯ
Метеорологическую дальность видимости определяют по значению коэффициента пропускания по таблицам В.1 и В.2.
Зависимость МДВ Sм (м) от коэффициента пропускания K (%) при разных значениях измерительной базы фотометра (в режиме ОБ — 100 м; в режиме ОД — 200 м)
Зависимость метеорологической дальности видимости Sм (м) от коэффициента пропускания K (%) при измерительной базе фотометра в режиме ОБ, равной 20 м
Библиография
[1] ПР 50.2.007-2001 ГСИ. Поверительные клейма
[2] ПР 50.2.006-94 ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений