"ГОСТ Р 8.1041-2024. Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Меры индуктивности и взаимной индуктивности. Методика поверки"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 27.09.2024 N 1292-ст)

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" (ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 206 "Эталоны и поверочные схемы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 сентября 2024 г. N 1292-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий стандарт разработан в целях реализации положений Федерального закона от 26 июня 2008 года N 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений" и постановления Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2010 года N 734 "Об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений".

1.1 Настоящий стандарт распространяется на меры индуктивности и меры взаимной индуктивности (далее - меры индуктивности), применяемые как в качестве средств измерений, так и в качестве эталонов единицы индуктивности в диапазоне номинальных значений от 1·10^-9 до 1·10⁴ Гн в диапазоне частот от 40 Гц до 100 МГц, и устанавливает методику и последовательность их первичной и периодической поверок.

1.2 К мерам индуктивности относятся: меры индуктивности однозначные и многозначные, катушки индуктивности, разработанные по ГОСТ 21175 и по техническим условиям (стандартам предприятия), магазины индуктивности, меры-имитаторы, составные меры на основе RC-цепей, калибраторы, вариометры индуктивности.

1.3 К мерам взаимной индуктивности относятся: меры взаимной индуктивности однозначные и многозначные, катушки взаимной индуктивности, разработанные по ГОСТ 20798 и по техническим условиям (стандартам предприятия), магазины взаимной индуктивности, магазины комплексной взаимной индуктивности, калибраторы, вариометры взаимной индуктивности.

Настоящий стандарт допускается применять при поверке средств измерений и эталонов, находящихся в эксплуатации до введения настоящего стандарта.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.3.019 Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности

ГОСТ 20798 Меры взаимной индуктивности. Общие технические условия

ГОСТ 21175 Меры индуктивности. Общие технические условия

ГОСТ 22261 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

ГОСТ Р 8.732 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений индуктивности

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.

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

f - измерительная частота;

L₀ - начальное значение индуктивности;

L_i - действительное значение индуктивности измеряемой меры;

L_im - действительное значение индуктивности измеряемой меры при предыдущей поверке;

L_n - номинальное значение индуктивности меры;

L_s - измеряемая индуктивность по последовательной схеме замещения;

L_встр - измеряемая индуктивность при встречном включении;

L_согл - измеряемая индуктивность при согласном включении;

L_эт - действительное значение индуктивности эталонной меры;

- абсолютное отклонение значения индуктивности от номинального;

- относительное отклонение значения индуктивности от номинального;

- измеренная разность между действительным значением индуктивности поверяемой и эталонной меры;

M₀ - начальное значение взаимной индуктивности;

M_i - действительное значение взаимной индуктивности измеряемой меры;

M_n - номинальное значение взаимной индуктивности меры;

- отклонение значения взаимной индуктивности от номинального;

m - число лет, прошедших со времени предыдущих измерений;

Q - добротность;

R_s - измеряемое сопротивление по последовательной схеме замещения;

- относительная нестабильность индуктивности меры;

- относительная погрешность компарирования;

- относительная погрешность измерений индуктивности меры;

- относительная погрешность измерений эталонных мер;

- фазовая погрешность.

Настоящий стандарт устанавливает методику первичной и периодической поверки мер индуктивности. При проведении поверки предусмотрена возможность поверки в ограниченном диапазоне номинальных значений индуктивности (для многозначных мер и наборов мер) и частот.

Результаты измерений, полученные при поверке, должны иметь прослеживаемость к Государственному первичному эталону единицы индуктивности ГЭТ 15-79 в соответствии с ГОСТ Р 8.732.

В случае несоответствия требований настоящего стандарта и Государственной поверочной схемы (ГПС) необходимо руководствоваться нормами ГПС.

Для поверки мер индуктивности должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1.

При отрицательных результатах одной из операций поверку прекращают. По письменному заявлению заказчика допускается поверка в уменьшенном диапазоне номинальных значений (для многозначных мер и наборов мер) и в ограниченном диапазоне частот (в случае, если мера предназначена для применения в диапазоне частот).

6.1 Метрологические требования к средствам поверки указаны в таблице 2.

6.2 Соотношение погрешностей эталонных средств измерений и поверяемых мер при поверке не должно превышать значений, указанных в ГОСТ Р 8.732.

К проведению поверки допускаются лица, изучившие настоящий стандарт, эксплуатационные документы на поверяемые средства измерений (СИ) и средства поверки, ГОСТ Р 8.732.

При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности, установленные ГОСТ 12.3.019. Соблюдены требования безопасности, изложенные в эксплуатационной документации на средства измерений и меры.

При проведении поверки поверяемые СИ и СИ, применяемые при поверке, должны быть заземлены.

При проведении поверки соблюдают нормальные условия, указанные в таблице 3. При необходимости поверка может быть проведена в рабочих условиях, установленных в соответствующем описании типа на меры.

10.1 Меры выдерживают в нормальных условиях в течение не менее 4 ч при условиях окружающей среды, указанных в таблице 3.

Допускается при необходимости применение воздушного термостата для большей стабилизации температурных условий.

10.2 Подготавливают к работе эталоны и средства измерений, используемые при поверке в соответствии с эксплуатационной документацией.

10.3 Проверяют условия окружающей среды: температуру окружающего воздуха, относительную влажность воздуха, атмосферное давление. Условия окружающей среды не должны превышать значений, указанных в разделе 9 (таблица 3).

10.4 Меры индуктивности и взаимной индуктивности, имеющие собственное внешнее магнитное поле (неэкранированные катушки с цилиндрическим и шпулевидным каркасом), при поверке следует располагать на расстоянии не менее 1 м от металлических объектов (корпуса измерительного моста, других объектов).

При проведении внешнего осмотра проверяют внешний вид, маркировку на соответствие типу, отсутствие внутри корпуса посторонних предметов или отсоединившихся деталей. Корпуса и разъемы мер не должны иметь механических повреждений. Электрические соединители (клеммы) для подключения внешних цепей к мере должны быть жестко зафиксированы.

Результаты внешнего осмотра считают положительными, если меры соответствуют вышеуказанным требованиям.

При опробовании проверяют отсутствие обрыва электрической цепи меры. Подключают меру к измерителю и проводят измерение индуктивности. Измеренное значение должно быть сопоставимо с номинальным.

В случае, если мера индуктивности имеет встроенное и/или автономное программное обеспечение (ПО), проводят проверку идентификационных данных ПО, указанных в описании типа.

Результат проверки считают положительным, если номер версии ПО не ниже указанного в описании типа.

Определение сопротивления изоляции мер проводят по ГОСТ 22261.

Сопротивление изоляции между изолированной электрической цепью и корпусом меры должно быть не менее значений, указанных в ГОСТ 21175 и ГОСТ 20798 или иной документации на меры.

11.5.1.1 Определение действительного значения индуктивности и отклонения значения индуктивности от номинального

Действительное значение индуктивности меры (L_i) и отклонение ее значения индуктивности от номинального определяют методом прямых измерений или методом замещения (сличения) поверяемого средства измерений с эталонной мерой индуктивности с помощью компаратора при нормальной частоте или в диапазоне частот измерений, указанном для конкретного типа мер. В случае применения меры индуктивности в расширенном диапазоне частот измерительные частоты с заказчиком согласовывают дополнительно.

Перед проведением измерений проводят калибровку короткого замыкания и холостого хода на измерителе, при наличии этой возможности у измерителя. В случае необходимости применения переходных устройств для подключения мер в измерительную цепь проводят калибровку для учета параметров переходного устройства.

Поверяемую меру индуктивности подключают к измерителю индуктивности (RLC-метру). Измерения проводят по последовательной схеме замещения, если не указано иное в технической и эксплуатационной документации на меры.

Примечание - В случае, если у измерителя необходимо выбрать схему замещения, необходимо проверить правильность выбора измеряемых параметров. Как правило, при измерении мер индуктивности у измерителей устанавливают следующие параметры: L_s - R_s или L_s - Q.

За действительное значение индуктивности принимают усредненное значение показаний измерителя не менее чем из пяти независимых измерений.

Абсолютное и относительное отклонения значения индуктивности от номинального определяют по формулам (1) и (2) соответственно:

где L_n - номинальное значение индуктивности меры.

Метод пригоден к применению в случае выполнения требований 6.2.

Проводят измерения поверяемой и эталонной меры индуктивности с помощью компаратора. В качестве компаратора применяют измеритель индуктивности (RLC-метр). Измерения проводят по последовательной схеме замещения, если не указано иное в технической и эксплуатационной документации на меры. За результат измерений принимают усредненное значение индуктивности не менее чем из пяти независимых измерений.

Действительное значение индуктивности меры определяют по формуле

где L_эт - действительное значение индуктивности эталонной меры, Гн;

- измеренная разность между действительными значениями индуктивности поверяемой и эталонной мер, Гн.

Отклонение значения индуктивности от номинального определяют по формуле (1) или (2).

Отклонение значения индуктивности от номинального не должно превышать значений, указанных в эксплуатационной документации на меры, в случае его нормирования.

В случае применения в качестве средства передачи единицы индуктивности мостовой установки, например УМИЕ-1, применяют метод замещения (сличения) или метод косвенных измерений, описанный в документации на нее.

Если меру индуктивности применяют в широком диапазоне частот, то допускается вместо действительного значения индуктивности на этих частотах указывать частотные поправки относительно значения индуктивности при нормальной частоте измерений.

11.5.1.2 Определение действительного значения вторичного параметра мер (сопротивление переменного тока или добротность)

Действительное значение сопротивления переменного тока или добротности определяют одновременно с действительными значениями индуктивности одним из методов, указанных в 11.5.1.1.

Действительное значение сопротивления переменного тока или добротности не должно превышать значений, указанных в эксплуатационной документации и/или в описании типа, в случае нормирования параметра.

Примечание - Значение вторичного параметра может быть выражено в форме, отличной от указанной выше (например, в виде фазового угла).

11.5.1.3 Определение сопротивления постоянного тока

Сопротивление постоянного тока определяют с применением измерителя сопротивления постоянного тока методом прямых измерений.

Действительное значение сопротивления постоянного тока не должно превышать значений, указанных в эксплуатационной документации и/или в описании типа в случае нормирования параметра.

11.5.1.4 Определение относительной погрешности измерений индуктивности мер

При определении действительного значения индуктивности методом прямых измерений в качестве относительной погрешности измерений принимают предел допускаемой погрешности применяемого измерителя для измеряемых номинальных значений при каждой частоте.

При определении действительного значения индуктивности методом замещения (сличения) относительную погрешность измерений индуктивности определяют по формуле

где - относительная погрешность измерений эталонных мер;

- относительная погрешность компарирования.

Относительную погрешность измерений вторичных параметров определяют аналогично определению погрешности измерений индуктивности.

Относительная погрешность измерений индуктивности мер не должна превышать значений, нормированных в эксплуатационной документации и/или в описании типа.

11.5.1.5 Определение относительной нестабильности индуктивности за год

Относительную нестабильность индуктивности за год меры индуктивности определяют:

по формуле

где L_i - действительное значение индуктивности измеряемой меры;

L_im - действительное значение индуктивности измеряемой меры при предыдущей поверке;

L_n - номинальное значение индуктивности меры;

m - число лет, прошедших со времени предыдущих измерений.

Если для меры индуктивности нормальной частотой является частота, отличная от 1 кГц и/или 1 МГц, то относительную нестабильность индуктивности определяют при частоте, являющейся нормальной для меры в соответствии с эксплуатационной документацией.

Пределы допускаемой относительной нестабильности за год должны быть не более значений, указанных в ГОСТ Р 8.732 или в эксплуатационной документации на меры.

11.5.2.1 Определение действительного значения индуктивности и сопротивления переменного тока вариометров индуктивности

Измерение индуктивности и сопротивления переменного тока вариометров индуктивности (в том числе вариометров, встроенных в магазины индуктивности) проводят одним из методов, указанных в 11.5.1.1 для каждой числовой отметки диапазона измерений шкалы. Если шкала вариометра содержит более 10 отметок, то действительное значение индуктивности допускается определять для 10 отметок, равномерно распределенных по шкале. Действительное значение сопротивления переменного тока вариометра допускается определять в двух отметках шкалы.

Отсчетное устройство вариометра устанавливают на нулевую отметку шкалы и определяют начальное значение индуктивности L₀. Начальная индуктивность вариометра не должна превышать значений, указанных в ГОСТ 21175 или в эксплуатационной документации на меры.

Отсчетное устройство вариометра устанавливают в проверяемую отметку шкалы и измеряют индуктивность на зажимах вариометра и сопротивление переменного тока.

Действительное значение индуктивности вариометра в проверяемой отметке шкалы определяют без учета начальной индуктивности по формуле

11.5.2.2 Определение действительного значения индуктивности и вторичного параметра (сопротивление переменного тока или добротность) многозначных мер индуктивности. Определение отклонения от номинального значения индуктивности

Измерения индуктивности мер проводят для каждого обозначенного положения переключающего устройства в пределах одной декады одним из методов, указанных в 11.5.1.1, при частотах, входящих в нормальный диапазон частот для конкретного типа мер. При этом остальные декады устанавливают в нулевое положение. В случае применения меры индуктивности в расширенном диапазоне частот измерительные частоты с заказчиком согласовывают дополнительно.

Если многозначная мера индуктивности выполнена в виде цифрового устройства с плавно устанавливаемым значением индуктивности, допускается проводить измерения индуктивности для значений и при частотах, указанных заказчиком.

Начальную индуктивность многозначных мер определяют при установке всех переключателей в нулевое положение и установке вариометра на начальную отметку шкалы (при его наличии). Начальная индуктивность многозначных мер не должна превышать значений, указанных в ГОСТ 21175 или в эксплуатационной документации на меры.

Действительное значение индуктивности в проверяемой точке определяют без учета начальной индуктивности по формуле (6).

Действительное значение сопротивления переменного тока или добротности определяют одновременно с действительными значениями индуктивности одним из методов, указанных в 11.5.1.1.

Действительное значение сопротивления переменного тока или добротности не должно превышать значений, указанных в эксплуатационной документации и/или в описании типа, в случае нормирования параметра.

11.5.2.3 Определение относительной погрешности измерений индуктивности мер индуктивности

Относительную погрешность измерений индуктивности мер индуктивности определяют в соответствии с 11.5.1.4.

11.5.2.4 Определение относительной нестабильности индуктивности за год

Относительную нестабильность индуктивности за год определяют в соответствии с 11.5.1.5.

11.5.3.1 Определение действительного значения взаимной индуктивности и фазовой погрешности мер. Определение отклонения от номинального значения взаимной индуктивности

Действительное значение взаимной индуктивности меры (M_i) и отклонение ее значения индуктивности от номинального определяют методом прямых измерений или методом согласно-встречного включения. В случае применения меры взаимной индуктивности в расширенном диапазоне частот измерительные частоты с заказчиком согласовывают дополнительно.

Поверяемую меру взаимной индуктивности подключают к измерителю индуктивности (RLC-метру), при этом ток подают на первичную обмотку, а напряжение снимают со вторичной обмотки при выборе измеряемых параметров L_s - R_s. Измерения проводят по последовательной схеме замещения.

Примечание - При проведении измерений может потребоваться дополнительное соединение между собой клемм первичной и вторичной обмоток меры, если на это содержится указание в эксплуатационной документации.

Перед проведением измерений проводят калибровку короткого замыкания и холостого хода на измерителе при наличии этой возможности у измерителя.

За действительное значение взаимной индуктивности M_i принимают усредненное значение показаний L_s не менее чем из пяти независимых измерений.

Отклонение значения индуктивности от номинального определяют по формуле (1) или (2).

Метод пригоден к применению в случае выполнения требований 6.2 настоящей методики.

Фазовую погрешность мер в радианах определяют расчетным путем по формуле

где f - измерительная частота.

Взаимную индуктивность измеряют по последовательной схеме замещения. Соединение обмоток должно быть осуществлено проводником с минимальным значением собственной индуктивности. Проводят поэтапно измерение индуктивности при согласном включении и встречном включении.

Выводы первичной и вторичной обмоток соединяют последовательно, при этом конец первичной обмотки соединяют с началом вторичной обмотки. Меру взаимной индуктивности включают в измерительную цепь выводами "начало первичной обмотки" и "конец вторичной обмотки". Определяют значение индуктивности при согласном включении L_согл методами, описанными в 11.5.1.1.

Выводы первичной и вторичной обмотки соединяют последовательно, при этом конец первичной обмотки соединяют с концом вторичной обмотки. Меру взаимной индуктивности включают в измерительную цепь выводами "начало первичной обмотки" и "начало вторичной обмотки". Определяют значение индуктивности при встречном включении L_встр методами, описанными в 11.5.1.1.

Действительное значение взаимной индуктивности M_i вычисляют по формуле

Отклонение значения взаимной индуктивности от номинального определяют по формуле (1) или (2).

Примечание - Метод согласно-встречного включения не применяют при частотах выше 1 кГц, а также для определения фазовой погрешности мер.

Отклонение значения взаимной индуктивности от номинального и фазовая погрешность мер не должны превышать значений, указанных в эксплуатационной документации на меры, в случае нормирования параметров.

11.5.3.2 Определение относительной погрешности измерений взаимной индуктивности мер взаимной индуктивности

Относительную погрешность измерений взаимной индуктивности мер взаимной индуктивности определяют в соответствии с 11.5.1.4.

11.5.3.3 Определение относительной нестабильности взаимной индуктивности за год

Относительную нестабильность взаимной индуктивности за год определяют в соответствии с 11.5.1.5.

11.5.4.1 Определение действительного значения взаимной индуктивности и фазовой погрешности вариометров взаимной индуктивности

Измерение взаимной индуктивности и погрешности вариометров взаимной индуктивности (в том числе вариометров, встроенных в магазины взаимной индуктивности) проводят одним из методов, указанных в 11.5.3.1 для каждой числовой отметки диапазона измерений шкалы. Если шкала вариометра содержит более 10 отметок, то действительное значение индуктивности допускается определять для 10 отметок, равномерно распределенных по шкале. Измерение фазовой погрешности вариометра проводят методом прямых измерений. Фазовую погрешность вариометра допускается определять в двух отметках шкалы.

Отсчетное устройство вариометра устанавливают на нулевую отметку шкалы и определяют начальное значение индуктивности M₀. Начальная индуктивность вариометра не должна превышать значений, указанных в ГОСТ 20798 или в эксплуатационной документации на меры.

Отсчетное устройство вариометра устанавливают в проверяемую отметку шкалы и измеряют индуктивность на зажимах вариометра и сопротивление переменного тока по последовательной схеме замещения.

Действительное значение индуктивности вариометра в проверяемой отметке шкалы определяют без учета начальной индуктивности по формуле (6). Фазовую погрешность мер определяют расчетным путем по формуле (7).

11.5.4.2 Определение действительного значения взаимной индуктивности и фазовой погрешности мер. Определение отклонения от номинального значения взаимной индуктивности

Измерения взаимной индуктивности мер проводят для каждого обозначенного положения переключающего устройства в пределах одной декады одним из методов, указанных в 11.5.3.1, при частотах, входящих в нормальный диапазон частот для конкретного типа мер. При этом остальные декады установлены в нулевое положение. В случае применения меры взаимной индуктивности в расширенном диапазоне частот измерительные частоты с заказчиком согласовывают дополнительно.

Если многозначная мера индуктивности выполнена в виде цифрового устройства с плавно устанавливаемым значением индуктивности, допускается проводить измерения индуктивности для значений и при частотах, указанных заказчиком.

Начальную индуктивность многозначных мер определяют при установке всех переключателей в нулевое положение и установке вариометра на начальную отметку шкалы (при его наличии). Начальная индуктивность многозначных мер не должна превышать значений, указанных в ГОСТ 20798 или в эксплуатационной документации на меры.

Действительное значение индуктивности в проверяемой точке определяют без учета начальной индуктивности по формуле (6).

Измерение фазовой погрешности вариометра проводят методом прямых измерений. Фазовую погрешность мер определяют расчетным путем по формуле (7) не менее чем на двух ступенях каждой декады многозначной меры взаимной индуктивности.

11.5.4.3 Определение относительной погрешности измерений взаимной индуктивности мер взаимной индуктивности

Относительную погрешность измерений взаимной индуктивности мер взаимной индуктивности определяют в соответствии с 11.5.1.4.

11.5.4.4 Определение относительной нестабильности взаимной индуктивности за год

Относительную нестабильность взаимной индуктивности за год определяют в соответствии с 11.5.1.5.

Оценку соответствия мер индуктивности обязательным метрологическим требованиям к эталону единицы индуктивности проводят на соответствие ГОСТ Р 8.732 независимо от метрологических характеристик, присвоенных при выпуске (класс точности, отклонение от номинального значения, пределы допускаемой погрешности). Определяют относительную погрешность измерений индуктивности и относительную нестабильность индуктивности за год.

Результаты оценки считают положительными, если относительная погрешность измерений индуктивности и относительная нестабильность индуктивности за год не превышают значений, указанных в таблицах 4 - 6.

Примечание - В случае применения мер индуктивности при частотах, отличающихся от указанных в таблицах 4 - 6, пределы допускаемой погрешности принимаются равными указанным значениям ближайшей меньшей частоты в тех же таблицах.

Положительные результаты первичной и периодической поверки мер индуктивности передают в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. По требованию заказчика знак поверки наносят на свидетельство о поверке.

Рекомендуемая форма протокола поверки приведена в приложении А.

Если по результатам поверки меры признают непригодными, то оформляют извещение о непригодности с протоколом поверки (приложение А).

Знак поверки наносят на свидетельство о поверке (при его оформлении) по требованию заказчика.

Вид поверки:

Методика поверки:

Средства поверки:

Условия поверки:

1. Внешний осмотр:

2. Опробование:

3. Проверка программного обеспечения (при необходимости)

4. Определение сопротивления изоляции:

5. Определение метрологических характеристик: (в соответствии с требованиями методики поверки ________)

6. Дополнительная информация (состояние объекта поверки, сведения о ремонте, юстировке):

Заключение: СИ (эталон) соответствует (не соответствует) предъявляемым требованиям и признано (признан) годным (негодным) к применению