Система измерительная СИ-КС

Назначение

Система измерительная СИ-КС (далее - ИС) предназначена для измерений параметров камер сгорания (далее - КС) газотурбинных двигателей: давления и температуры жидкостей и газов, расхода топлива, а также силы и напряжения постоянного тока.

ИС применяется в области обороны и безопасности при проведении стендовых испытаний серийных КС.

Описание

Принцип действия ИС заключается в измерении параметров КС первичными преобразователями (датчиками) физических величин, преобразовании их в электрические сигналы и далее в цифровой код с помощью устройства согласования с объектом и передаче цифровой информации в промышленный компьютер (далее - ПрК) для дальнейшего её использования в автоматизированной системе управления технологическим процессом испытаний (АСУТП-И).

Функционально ИС включает в себя измерительные каналы (ИК):

- ИК давления и силы постоянного тока, соответствующей значениям давления;

- ИК температуры с термометрами сопротивления;

- ИК температуры с термоэлектрическими преобразователями ХА, ПР и напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК;

- ИК расхода топлива.                        .

Конструктивно ИС состоит из двух шкафов, монитора с сенсорным экраном, клавиатуры с манипулятором «мышью», принтера, расположенных в пультовой, и первичных измерительных преобразователей (ИП) расположенных в испытательном боксе, соединенных с аппаратурой линиями связи длиной до 50 м. В одном шкафу размещена аппаратура сбора и преобразования сигналов, выполненная на основе модулей фирмы «DataForth» (США), и ПрК фирмы «Advantech» (Тайвань). Второй шкаф содержит разъемные соединители для подключения ИП.

По условиям эксплуатации ИС удовлетворяет требованиям гр. 1.1 климатического исполнения УХЛ по ГОСТ РВ 20.39.304-98, с диапазоном рабочих температур от 15 до 25 °C при относительной влажности воздуха от 30 до 80 % при температуре 25 °C без предъявления требований к механическим воздействиям.

ИК давления и силы постоянного тока, соответствующего значениям давления

Принцип действия ИК давления основан на зависимости выходного электрического сигнала ИП давления от воздействия на чувствительный элемент измеряемого давления. Электрический сигнал ИП преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением значений измеряемого давления по индивидуальной функции преобразования ИК.

Принцип действия ИК силы постоянного тока, соответствующей значениям давления, основан на преобразовании АЦП значения силы постоянного тока в цифровой код, регистрируемый ПрК, и определении по программе измеренной силы тока с использованием индивидуальной функции преобразования ИК.

ИК температуры с термометрами сопротивления

Принцип действия ИК температуры основан на зависимости изменения сопротивления термометра сопротивления от температуры среды. Сопротивление постоянному току термометра сопротивления преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением по индивидуальной функции преобразования ИК с учетом номинальной статической характеристики термометра сопротивления значения измеренной температуры.

ИК температуры с термоэлектрическими преобразователями ХА, ПР и напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК

Принцип действия ИК температуры основан на зависимости термо-ЭДС, возникающей в термоэлектродных проводах термоэлектрических преобразователей ХА, ПР, от разности температур между «горячими» и «холодными» спаями.

Значение термо-ЭДС преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением по индивидуальной функции преобразования ИК с учетом номинальной статической характеристики термоэлектрического преобразователя значения измеренной температуры.

Принцип действия ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК (не входят в состав ИС) основан на преобразовании значений напряжения в цифровой код, регистрируемый ИС, с последующим вычислением по программе измеряемого напряжения с использованием индивидуальной функции преобразования ИК.

ИК расхода топлива

Принцип действия ИК основан на измерении частоты электрического сигнала турбинного датчика расхода, соответствующей объемному расходу протекающей через него жидкости. Электрический сигнал с турбинного датчика расхода преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением частоты электрического сигнала по индивидуальной функции преобразования ИК. Далее, по индивидуальной функции преобразования датчика расхода вычисляется объемный расход топлива, который затем с учетом плотности топлива пересчитывается в массовый расход.

Технические и метрологические характеристики ИС приведены в таблице 1 (в соответствии с ОСТ1 01021-93).

Таблица 1

Общие характеристики

Параметры электропитания:

- напряжение переменного тока, В............................................................220

- частота переменного тока, Гц

Потребляемая мощность, В-A, не более

Габаритные размеры и масса ИС соответствуют значениям, указанным в таблице 2.

Таблица 2

Рабочие условия эксплуатации:

в помещении пультовой

- температура воздуха, °C (К)............................................... 20 ± 5 (от 288 до 298);

- относительная влажность воздуха при температуре 25 °C , %................................65 ± 15;

- атмосферное давление, мм рт.ст. (кПа)........................от 720 до 800 (от 96 до 106,7);

в испытательном боксе

- температура воздуха, °C (К)......................................от минус 30 до 40 (от 243 до 313);

- относительная влажность воздуха при температуре 25 °C, %....................................до 90;

- атмосферное давление, мм рт.ст. (кПа).......................от 720 до 800 (от 96 до 106,7).

Срок службы, лет, не менее...........................................................................10.

Наработка на отказ, ч, не менее ............................................................... 10000.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится в виде наклейки на лицевую панель каждого шкафа и на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.

Комплектность

В комплект поставки входят: система измерительная СИ-КС с комплектом первичных преобразователей (кроме термоэлектрических преобразователей ХК), комплект кабелей и соединителей, комплект эксплуатационной документации, методика поверки.

Поверка

Поверка ИС осуществляется в соответствии с документом «Система измерительная СИ-КС. Методика поверки. 279.01.62.000 МП», утвержденным руководителем ГЦИ СИ ФГУ «32 ГНИИИ Минобороны России» в июне 2010 г. и входящим в комплект поставки.

Средства поверки: калибратор давления DPI 610 (диапазон воспроизведения давления от минус 0,1 до 0,2 МПа, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения давления ± 0,025 %); манометр грузопоршневой МП-6 (диапазон воспроизведения давления от 0 до 0,6 МПа, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения давления ± 0,05 %); калибратор многофункциональный TRX-IIR (диапазон воспроизведения сопротивления от 0 до 400 Ом, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения сопротивления ± (0,005 % от показаний +0,02 % от диапазона), диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока от минус 10 до 100 мВ, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока ± (0,01 % от показаний +0,005 % от диапазона), диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 0 до 24 мА, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения силы постоянного тока ± (0,01 % от показаний +0,02 % от диапазона); калибратор температуры Fluke серии 500 модели 518 (диапазон воспроизведения температуры от минус 30 до 670 °C, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения температуры ± 0,25 °C); калибратор температуры эталонный КТ-1100 (диапазон воспроизведения температур от 300 до 1100 °C, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения температуры ± 1,5 °C); генератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-110 (диапазон воспроизведения частоты от 0,01 Гц до 10 МГц, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения частоты ± 5-10'3 %); барометр рабочий сетевой БРС-1М-3 (диапазон измерений абсолютного давления от 5 до 1100 гПа, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений абсолютного давления ± 0,33 гПа (± 0,25 мм рт. ст.)); измеритель влажности и температуры ИВТМ-7 (диапазон измерений влажности от 10 до 98 %, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений влажности ± 2,0 %; диапазон измерений температуры от минус 20 до 60 °C, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры ± 1 °C в диапазонах от минус 20 до 0 °C, от 40 до 60 °C, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры ± 0,5 °C в диапазоне от 0 до 40 °C).

Межповерочный интервал - 1 год.

Нормативные документы

ГОСТ РВ 20.39.304-98.

ОСТ 1 01021-93 «Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования».

Техническая документация изготовителя.

Заключение

Тип системы измерительной СИ-КС утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации.