Замятин Денис Сергеевич заместитель заведующего лабораторией метрологии магнитных измерений и неразрушающего контроля
620075, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4
Denis S. Zamyatin Deputy Head of the Laboratory of Metrology of Magnetic Measurements and NonDestructive Testing,
4 Krasnoarmeyskaya st., Yekaterinburg, 620075, Russia e-mail: lab261@uniim.ru
Подшивалов Алексей Павлович старший инженер лаборатории метрологии магнитных измерений и неразрушающего контроля
620075, г. Екатеринбург, ул. Красноармейская, 4
Aleksey P. Podshivalov Senior Engineer of the Laboratory of Metrology of Magnetic Measurements and Non-Destructive Testing
4 Krasnoarmeyskaya st., Yekaterinburg, 620075
Лаборатория метрологии магнитных измерений и неразрушающего контроля Уральского научно-исследовательского института метрологии филиала ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» в 2021 году разработала и аттестовала эталон единицы массы 5-го разряда. Эталон предназначен для метрологического обеспечения промышленных средств измерений массы конвейерных весов и дозаторов непрерывного действия.
Однако относительная погрешность аттестованного эталона единицы массы 5-го разряда, равная 0,3 %, позволяла проводить поверку только конвейерных весов и дозаторов непрерывного действия, имеющих погрешность 1 % и более. В то время как значительная часть конвейерных весов и дозаторов непрерывного действия имеет предел погрешности 0,5 %.
Цель работы снизить погрешность способа передачи единицы массы эталону 5-го разряда с 0,3 до 0,16 %, чтобы допустить применение аттестованных эталонов для передачи единицы массы конвейерным весам и дозаторам весовым непрерывного действия, имеющим погрешность 0,5 %. За основу исследования взята материально-техническая база и математическая модель передачи единицы массы, использованная в 2021 году при аттестации исходного эталона единицы массы 5-го разряда.
Проведен анализ доминирующих влияющих факторов, возникающих при передаче единицы массы от эталона 4-го разряда эталону 5-го разряда, и принят комплекс мер по их минимизации. Доработана математическая модель передачи единицы массы, позволяющая учитывать влияние ненагруженной конвейерной ленты соразмерно ее положению относительно конвейерных весов. Разработано реализующее указанную математическую модель программное обеспечение с повышенной частотой дискретизации и встроенными алгоритмами анализа. Установлен датчик скорости с погрешностью измерения, сниженной до 0,06 %. Настроена механическая стабилизация положения и натяжения конвейерной ленты.
В результате устранения влияющих факторов и доработки математической модели передачи единицы массы удалось провести аттестацию эталона единицы массы 5-го разряда, имеющего расширенную неопределенность (относительную погрешность) 0,16 %. Практическая значимость работы заключается в том, что появилась возможность проводить точное метрологическое обеспечение высокотехнологичного весового оборудования в условиях промышленной эксплуатации.
In 2021, the Laboratory of Metrology of Magnetic Measurements and Non-Destructive Testing of UNIIM Affiliated Branch of the D. I. Mendeleyev Institute for Metrology developed and certified a 5[th] class mass unit standard. The standard is intended for metrological support of industrial mass measuring instruments belt weigher and continuous weigh feeders.
However, the relative error of the certified 5[th] class mass unit standard, equal to 0.3 %, allowed verification only of belt weigher and continuous weigh feeders having an error of 1 % or more. Meanwhile, a significant portion of belt weigher and continuous weigh feeders have an error limit of 0.5 %.
The aim of the work is to reduce the error of the method for transferring the mass unit to the 5[th] class standard from 0.3 % to 0.16 %, thereby allowing the use of certified standards for transferring the mass unit to belt weigher and continuous weigh feeders with an error of 0.5 %.
The research is based on the material and technical facilities and the mathematical model of mass unit transfer used in 2021 during the certification of the initial 5[th] class mass unit standard.
An analysis was carried out of the dominant influencing factors arising during the transfer of the mass unit from the 4[th] class standard to the 5[th] class standard, and a set of measures was adopted to minimize them. The mathematical model of mass unit transfer was refined to account for the influence of the unloaded conveyor belt proportionally to its position relative to the belt weigher. Software implementing this mathematical model was developed with an increased sampling rate and built-in analysis algorithms. A speed sensor with a measurement error reduced to 0.06 % was installed. Mechanical stabilization of the position and tension of the conveyor belt was adjusted.
As a result of eliminating the influencing factors and refining the mathematical model of mass unit transfer, it became possible to certify a 5[th] class mass unit standard having an expanded uncertainty (relative error) of 0.16 %. The practical significance of the work lies in the fact that it is now possible to provide accurate metrological support for high-tech weighing equipment under industrial operating conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.