Каналы измерительные стенда тормозных испытаний РБ

Назначение

Каналы измерительные стенда тормозных испытаний РБ (далее - ИК РБ) предназначены для измерений параметров изделий РБ: избыточного давления, крутящего момента силы, частоты вращения и передачи результатов этих измерений в персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ) центрального пульта управлений (ЦПУ) оператора испытаний автоматизированной системы управления и регистрации (АСУ и Р) стенда тормозных испытаний РБ.

Описание

Принцип действия ИК РБ основан на измерении параметров изделий первичными измерительными преобразователями физических величин, преобразовании их в электрические сигналы, преобразовании электрических сигналов в цифровой код вторичными измерительными преобразователями и передаче информации в цифровой форме в ПЭВМ ЦПУ оператора для дальнейшего ее использования в АСУ и Р стенда тормозных испытаний РБ.

Функционально в состав ИК РБ входят следующие измерительные каналы (ИК):

- ИК избыточного давления - 4 шт.;

- ИК крутящего момента силы - 1 шт.;

- ИК частоты вращения - 2 шт.

Принцип действия ИК избыточного давления основан на преобразовании аналогового сигнала (сила постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА) от датчика давления в цифровой код, с промежуточным преобразованием его в аналоговый сигнал напряжения постоянного тока в диапазоне от 1 до 5 В, и с последующим вычислением в ПЭВМ значений измеряемого давления, по известной градуировочной характеристике, отображением результатов измерений на мониторе ИК и записью на жесткий диск.

Принцип действия ИК крутящего момента силы основан на преобразовании аналогового сигнала (сила постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА) от блока обработки датчика крутящего момента силы в цифровой код, с промежуточным преобразованием его в аналоговый сигнал напряжения постоянного тока в диапазоне от 1 до 5 В, и с последующим вычислением в ПЭВМ значений крутящего момента силы, по известной градуировочной характеристике, и отображением результатов измерений на мониторе и записью на жесткий диск.

Принцип действия ИК частоты вращения основан на преобразовании импульсного сигнала от индукционного датчика числа оборотов в цифровой код, с промежуточным преобразованием сигнала датчика сначала в аналоговый сигнал силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА, а затем в напряжение постоянного тока в диапазоне от 1 до 5 В, и с последующим вычислением в ПЭВМ значений частоты вращения, по известной градуировочной характеристике, и отображением результатов измерений на мониторе и записью на жесткий диск.

Электронное, монтажное, соединительное и иное оборудование ИК РБ размещается в металлических электромонтажных шкафах, измерительных щитах и пультах управления расположенных в испытательном боксе, аппаратной, кабельных каналах и пультовой.

ИК РБ конструктивно состоят из комплекта измерительных датчиков, электромонтажных шкафов и блоков, а также пультов управления, устанавливаемых в соответствии с конструкторской документацией на испытательном стенде РБ:

В комплект измерительных датчиков входят:

- датчики давления МИДА-ДИ-13П-01 (рег. № 17636-17), установленные в блоках датчиков давления 1 и 2 (БДД1, БДД2) расположенных в испытательном боксе;

- бесконтактный измеритель крутящего момента БИКМ-М-106М, установленный в разрез вала гидротормоза (двигателя), расположенного в испытательном боксе;

- датчики числа оборотов ИС445 установленные напротив индуктора (зубчатого колеса) на валу гидротормоза (двигателя) в испытательном боксе.

В состав электромонтажных шкафов и блоков, размещенных в испытательном боксе и аппаратной входят:

- БДД1 и БДД2, в которых размещены датчики давления;

- блок нормирующих преобразователей 1 (БНП1), в состав которого входят нормирующие преобразователи с частотным входом для датчиков числа оборотов;

- блок нормирующих преобразователей (БНП), в состав которого входят блок питания Метран-604 и блок обработки из состава БИКМ-М-106М;

- щит измерительный с блоками питания Метран-604 для датчиков давления.

В состав пультов управления, размещенных в пультовой стенда, входят:

- пульт управления регистрацией и документированием (РБ ПУР и Д), в состав которого входит плата (узел) резисторов, предназначенная для преобразования токового измерительного сигнала в диапазоне от 4 до 20 мА в сигнал напряжения постоянного тока в диапазоне от 1 до 5 В;

- центральный пульт управления (РБ ЦПУ), в состав которого входит плата аналогоцифрового преобразования (АЦП) и ПЭВМ, предназначенные для преобразования аналогового измерительного сигнала напряжения постоянного тока в цифровую форму с последующим вычислением, регистрацией и отображением значений измеряемых физических величин на мониторе.

Защита от несанкционированного доступа обеспечивается закрыванием шкафов, блоков, щитов и пультов на специализированные встроенные замки.

Общий вид составных частей ИК и рабочего места оператора приведен на рисунках 1 и 2, соответственно.

БДД1

БДД2

Щит измерительный

БНП1

БНП

Рисунок 1 - Общий вид составных частей ИК РБ

Рисунок 2 - Общий вид рабочего места оператора

Результаты измерений ИК отображаются на мониторе рабочего места оператора и записываются на жесткий диск ПЭВМ.

Пломбирование шкафов, щитов, блоков и пультов, входящих в состав ИК РБ не предусмотрено.

Программное обеспечение

Метрологически значимая часть встроенного программного обеспечения (ПО) ИК РБ находится в двух программах Stand_Commander и Express Viewer.

«Stand_Commander» - основная программа, осуществляющая отображение, регистрацию измеряемых параметров и управление стендом по заданному алгоритму, а «Express Viewer» -основная программа, осуществляющая проведение сравнительного анализа данных, создание и анализ расчетных характеристик, подготовку отчетов результатов анализа данных, полученных с помощью программы «Stand_Commander».

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО

Метрологически значимая часть ПО ИК РБ и измеренные данные достаточно защищены с помощью средств защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Защита ПО реализуется за счет:

- отсутствия возможности удаленного доступа к ПО через интерфейсы обмена с внешними подсистемами;

- фиксации даты ввода коэффициентов функций преобразования ИК;

- ограничения физического доступа к ИК РБ (доступ в помещение, доступ в шкаф -специальный ключ);

- доступа к ПО по паролю;

- отсутствие возможности изменения ПО без специализированной инструментальной среды разработки, доступ к которой осуществляется по паролю.

Метрологические характеристики ИК РБ нормированы с учетом влияния ПО.

Технические характеристики

Таблица 3 - Метрологические характеристики

Таблица 4 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист эксплуатационных документов типографским способом.

Комплектность

Таблица 5 - Комплектность ИК РБ

Поверка

осуществляется по документу МП-2071-0002-2020 «ГСИ. Каналы измерительные стенда тормозных испытаний РБ. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 15 апреля 2020 г.

Основные средства поверки:

- калибратор процессов документирующий FLUKE 753, рег. № 49876-12, диапазон воспроизведения силы постоянного тока от минус 0,1 до 22 мА, пределы допускаемой основной погрешности измерений силы постоянного тока ±(0,01%4 +3 мкА);

- калибратор давления портативный Метран 502-ПКД-10П, рег. № 26014-08, модуль избыточного давления М10: диапазон измерений избыточного давления от 0 до 10 МПа, пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений избыточного давления ± 0,15 %; модуль избыточного давления М60: диапазон измерений избыточного давления от 0 до 60 МПа, пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений избыточного давления ± 0,15 %;

- рабочий эталон 1 разряда единицы крутящего момента силы в диапазоне значений от 1 до до 300 кН/м, по приказу Росстандарта от 31.07.2019 № 1794, диапазон измерений от 1 до 300 кН-м, 60 (к=2) ±0,1 %;

- вторичный эталон единицы частоты вращения в диапазоне от 0,1 до 600000 об/мин, по приказу Росстандарта от 31.07.2018 № 1621, доверительная относительная погрешность при воспроизведении частоты вращения при доверительной вероятности 0,95 составляет 0,01 %;

- средства поверки в соответствии с методиками поверки первичных измерительных преобразователей утвержденного типа, входящих в состав ИК РБ, при поэлементной поверке ИК.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых ИК РБ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методиках (методах) измерений приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

Приказ Росстандарта от 31.07.2019 № 1794. Об утверждении Государственной

поверочной схемы для средств измерений крутящего момента силы

Приказ Росстандарта от 29.06.2018  № 1339 Об утверждении Государственной

поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа

Приказ  Росстандарта от 31.07.2018 № 1621  Об утверждении Государственной

поверочной схемы для средств измерений времени и частоты

ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ.  Метрологическое обеспечение измерительных систем.

Основные положения