Поиск по сайту:
Главная страница » Каталог статей » Статьи о средствах измерений » Макеева Н.А., "Опыт создания установки для поверки акустических калибраторов в Орловском ЦСМ"

Опыт создания установки для поверки акустических калибраторов в Орловском ЦСМ

ООО Госнорм



"Главный метролог" №4 2017 г.

Н.А. Макеева,

инженер 1 категории по метрологии, ФБУ «Орловский ЦСМ», г. Орел, fgu_ocsm @ orel.ru

В статье рассмотрены принципы создания установки и проведения на ней работ по поверке калибраторов - рабочих средств измерений, в том числе классов 1 (1/С) и 2 (2/С), соответствующих ГОСТ Р МЭК 60942. Надеемся, что описываемый опыт станет полезным для наших коллег из государственных региональных центров метрологии и может пригодиться при аналогичных разработках.



Возможность работы над вопросом создания установки для поверки акустических калибраторов (далее - установка) появилась с введением в действие 1 декабря 2010 г. ГОСТ Р МЭК 60942-2009 (МЭК 60942:2003) «Калибраторы акустические. Технические требования и требования к испытаниям» (далее - ГОСТ Р МЭК 60942). До его введения аналогичный ГОСТ, регламентирующий требования к акустическим калибраторам (далее - калибраторы), отсутствовал, что усложняло формулирование технических требований к установке для их поверки, а, следовательно, и подбор средств измерений из ее состава. Введение указанного ГОСТа внесло ясность в решение вопроса. Стоит отметить и то, что стандарт идентичен международному стандарту ІЕС 60942:2003* «Электроакустика. Звуковые калибраторы» (ІЕС 60942:2003 «Electroacoustics - Sound calibrators»).

При прочтении вновь введенного ГОСТ Р МЭК 60942 выяснялось, что он не содержит привычных способов выражения точности через погрешность. Этот документ стал одним из первых, который регламентировал точность через выражение неопределенности измерений. В нем приведены, например, значения максимально допустимой расширенной неопределенности измерений уровня звукового давления (далее - УЗД), частоты и коэффициента нелинейных искажений (далее - КНИ) УЗД, воспроизводимых в камере калибратора.

Сейчас по прошествии почти 7 лет, когда общий курс в метрологии взят в направлении развития калибровки в России, которая непосредственно связана с вопросами расчетов неопределенности результатов измерений, начинаешь понимать, что ГОСТов, подобных указанному, катастрофически не хватает.

Необходимость поверки акустических калибраторов возникла особенно остро, когда были введены в действие ГОСТ 17187-2010 (ІЕС 61672-1:2002) «Шумомеры. Часть 1. Технические требования» и методические рекомендации МР 4.3.0008-10 «Применение акустических калибраторов шумомеров и оценка неопределенности измерений» (дата введения 13 ноября 2010 г.). Приведенные документы фактически предписали обязательность применения калибратора в составе шумомера при измерениях параметров акустического шума всеми аккредитованными лабораториями (центрами).

Для обеспечения возможности поверки шумомера и калибратора из его комплекта в одной лаборатории и, соответственно, обеспечения удобства для заказчиков было принято решение о развитии направления поверки калибраторов в ФБУ «Орловский ЦСМ».

Идея создания установки начала воплощаться в жизнь в 2013 г., когда был приобретен комплект, состоящий из капсюля микрофона типа 40AG, микрофонного предусилителя типа 26AG, источника питания для микрофонов с возможностью калибровки методом замещения напряжения типа 12AK-S3 фирмы G.R.A.S. Sound & Vibration А/S (Дания). Этот комплект выбран не случайно. В ГОСТ Р МЭК 60942 есть требования о применении стандартного рабочего микрофона, соответствующего требованиям стандарта МЭК 61094-4:1995 «Микрофоны измерительные. Часть 4. Технические требования для стандартных рабочих микрофонов» для поверки акустических калибраторов 1 и 2 классов и о применении метода замещения напряжения при измерении УЗД калибратора.

Отмечу, что для обеспечения эффективной работы по созданию нового эталона подобного уровня необходимо активное взаимодействие с ведущим по виду измерений государственным научным метрологическим институтом. Это помогает быстро и правильно решить большое количество вопросов, возникающих на различных этапах работы.

Так и в нашем случае началось активное взаимодействие с сотрудниками ФГУП «ВНИИФТРИ». Первым и важным этапом стало исследование нестабильности микрофона на вторичном эталоне акустической лаборатории ФГУП «ВНИИФТРИ» в течение всего 2014 г. Цель проведения исследования - оценка пригодности применения микрофона в составе установки, для которой планировалось ввести требование по значению допускаемой нестабильности передачи размера единицы звукового давления за год, равному 0,05 дБ/год. Забегая вперед, скажу, что исследование прошло с положительным результатом. А значит, можно было смело указывать значение допускаемой нестабильности в разделе «Технические характеристики установки» эксплуатационной документации (далее - ЭД). Теперь эта процедура выполняется самостоятельно каждый раз перед проведением поверки калибраторов на установке, путем вычисления нестабильности как разницы между текущим значением уровня чувствительности микрофона и опорным значением уровня чувствительности, определенным после получения микрофонного комплекта из поверки.

Второй этап (проводился параллельно с первым) - разработка комплекта ЭД и присвоение ему шифра в соответствии с требованиями ГОСТ 2.201-80 «ЕСКД. Обозначение изделий и конструкторских документов». При разработке ЭД были использованы следующие документы:

- ГОСТ 2.601-2006 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Эксплуатационные документы»;

- ГОСТ Р 8.765-2011 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений звукового давления в воздушной среде в диапазоне частот от 2 Гц до 100 кГц»;

- ГОСТ Р МЭК 60942-2009 (МЭК 60942:2003) «Калибраторы акустические. Технические требования и требования к испытаниям»;

- ГОСТ Р МЭК 61094-2-2011 «Микрофоны измерительные. Часть 2. Первичный метод градуировки по давлению лабораторных эталонных микрофонов методом взаимности»;

- МОЗМ R 102 «Акустические калибраторы. Методы испытаний для целей утверждения типа»;

- МЭК 61094-4:1995 «Микрофоны измерительные. Часть 4. Технические требования для стандартных рабочих микрофонов».

Ввиду отсутствия информации об аналогичных, но уже разработанных установках, процесс написания ЭД оказался достаточно продолжительным и сложным.

Третий этап - узаконивание применения установки и ее аттестация в качестве рабочего эталона по ГОСТ Р 8.765-2011 «Государственная поверочная схема для средств измерений звукового давления в воздушной среде в диапазоне частот от 2 Гц до 100 кГц» в соответствии с требованиями постановления Правительства РФ от 23 сентября 2010 г. №734 «Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений». 

Блок-схема размещения средств измерений, входящих в состав описываемой установки, а также их взаимное соединение показаны на рис. 2.



В описываемой установке в качестве мультиметра 1 (5) применен мультиметр модели 34401А {фирма Agilent Technologies, Малайзия), в качестве генератора сигналов 3 - генератор сложной формы со сверхнизким уровнем искажений модели DS360 (фирма Stanford Research Systems, Inc., США), в качестве измерителя нелинейных искажений 2 - измеритель нелинейных искажений автоматический модели С6-11 (ОАО «Меридиан» им. С.П. Королева, Украина).

В состав установки также включены следующие вспомогательные средства измерений и вспомогательное оборудование (на рис. 1 не показаны):

- калибратор акустический модели 4231 (фирма Bruel & Kjaer, Дания),

- термогигрометр модели ИВА-6Н (ООО НПК «Микрофор», Россия),

- барометр БАММ-1 (АО «Сафоновский завод, «Гидрометприбор», Россия),

Страница 1 из 2 Следующая

Добавить комментарий


Главная страница » Каталог статей » Статьи о средствах измерений » Макеева Н.А., "Опыт создания установки для поверки акустических калибраторов в Орловском ЦСМ"