Система измерительная испытательного стенда вертолетного редуктора ВР-252 "Редуктор-3"

Назначение

Система измерительная испытательного стенда вертолетного редуктора ВР-252 «Редуктор-3» (далее - система) предназначена для измерений температуры, давления жидкости, расхода жидкости, частоты вращения, крутящего момента силы, напряжения, силы и мощности переменного электрического тока, интервалов времени, а также для регистрации и отображения результатов измерений и расчетных величин.

Описание

Конструктивно система представляет собой два электромонтажных шкафа: шкаф №1 и шкаф №2.

В электромонтажном шкафу №1 размещены:

- 9-ти слотовое шасси с промышленным контроллером и модулями аналогового ввода/вывода измерительной платформы NI PXIe (1 шт.);

- 1-канальный блок согласования сигналов от датчика расхода с установленным модулем типа SCM5B45-02D (1 шт.);

- 8-ми канальный блок согласования сигналов от датчиков крутящего момента и частоты вращения с установленными модулями типа SCM5B45-06D и SCM5B45-04D (1 шт.);

- 10-портовый сетевой коммутатор DGS-1210-10 (1 шт.);

- источник бесперебойного питания UPS VH Series 1000 (1 шт.);

- стабилизированный источник питания ЕР1311-1SH13 (1 шт.);

- стабилизированный источник питания, 4-х канальный, БП14Б-Д.4-24 (1 шт.);

- клеммные блоки;

- комплект соединительных монтажных кабелей.

В электромонтажном шкафу № 2 размещены:

- 6-ти слотовое шасси с промышленным контроллером и модулями аналогового ввода/вывода измерительной платформы NI PXI (1 шт.);

- 8-ми слотовое шасси с промышленным контроллером и модулями распределенного ввода/вывода и промышленного управления линейки NI cRIO (1 шт.);

- 8-канальный блок гальванической развязки сигналов напряжения до ±10В с установленными модулями типа SCM5B49-05D (1 шт.);

- датчик напряжения LEM CV3-500 (2 шт.)

- источник бесперебойного питания UPS VH Series 1000 (1 шт.);

- стабилизированный источник питания 6EP1333-2BA20 (1 шт.);

- стабилизированный источник питания 6EP1311-1SH13 (1 шт.);

- стабилизированный источник питания 6EP1352-1SHO3 (2 шт.);

- клеммные блоки;

- комплект соединительных монтажных кабелей.

Промышленные контроллеры, установленные в электромонтажных шкафах №1 и №2, соединены со стационарным персональным компьютером, расположенным на рабочем месте оператора испытаний, через 10-ти портовый сетевой коммутатор с помощью стандартных сетевых кабелей Ethernet.

Первичные измерительные преобразователи (датчики) измерительных каналов (ИК) установлены на испытательном стенде и с помощью измерительных кабелей подключены к соответствующим модулям ввода/вывода сигналов через клеммные блоки электромонтажных шкафов.

Функционально система состоит из:

- ИК температуры;

- ИК давления жидкости;

- ИК расхода жидкости;

- ИК частоты вращения;

- ИК крутящего момента силы;

- ИК напряжения, силы и мощности переменного электрического тока;

- ИК интервалов времени (таймер).

ИК температуры

В состав системы входят ИК температуры с термометрами сопротивления.

Принцип действия ИК основан на измерении падения напряжения постоянного тока на термометре, сопротивление которого изменяется в зависти от измеряемой температуры. ИК выполнен по четырехпроводной схеме. По одной паре проводов осуществляется питание термометра стабилизированным постоянным током. Другая пара проводов подключает сигнал от термометра (напряжение постоянного тока) к входу измерительного усилителя. Выходной сигнал усилителя преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемого сопротивления термометра по известной градуировочной характеристике ИК. Далее измеренное сопротивление термометра преобразуется с использованием таблицы его номинальной статической характеристики (НСХ) из ГОСТ Р 8.6252006, внесенной в память контроллера, в значение измеряемой температуры.

ИК давления жидкости

Принцип действия ИК основан на преобразовании давления жидкости, воздействующего на чувствительный элемент датчика давления, в электрический сигнал (сила постоянного тока) пропорциональный измеряемому давлению. Токовый сигнал на нагрузочном резисторе преобразуются в напряжение постоянного тока и поступает на вход измерительного усилителя. Выходной сигнал усилителя преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемого давления по известной градуировочной характеристике ИК.

ИК расхода жидкости

Принцип действия ИК основан на преобразовании измеряемого расхода жидкости датчиком генераторного типа (турбинным преобразователем расхода) в электрический сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна измеряемой величине. Сигнал от датчика поступает на вход преобразователя, у которого выходной сигнал напряжения постоянного тока пропорционален частоте входного сигнала. Сигнал напряжения постоянного тока преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемой частоты сигнала по известной градуировочной характеристике ИК.

Далее измеренное значение частоты сигнала датчика преобразуется с использованием внесенных в память контроллера коэффициентов индивидуальной функции преобразования датчика в значение измеряемого объемного расхода жидкости.

ИК частоты вращения

Принцип действия ИК основан на преобразовании измеряемой частоты вращения датчиком в электрический сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна измеряемой величине. Сигнал от датчика поступает на вход преобразователя, у которого выходной сигнал напряжения постоянного тока пропорционален частоте входного сигнала. Сигнал напряжения постоянного тока преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемой частоты сигнала по известной градуировочной характеристике ИК.

Далее измеренное значение частоты сигнала датчика преобразуется с использованием внесенного в память контроллера постоянного коэффициента передачи датчика в значение измеряемой частоты вращения.

ИК крутящего момента силы

Принцип действия ИК основан на преобразовании датчиком измеряемого крутящего момента в электрический сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна измеряемой величине крутящего момента. Сигнал от датчика поступает на вход преобразователя, у которого выходной сигнал напряжения постоянного тока пропорционален частоте входного сигнала. Сигнал напряжения постоянного тока преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемого крутящего момента силы по известной градуировочной характеристике ИК.

ИК напряжения, силы и мощности переменного электрического тока

Принцип действия ИК основан на измерении мгновенных значений сигналов напряжения переменного тока, поступающих от измерительных преобразователей напряжения и силы переменного тока, с формированием массивов измеренных значений. Результаты измерений используются для вычисления контроллером действующих (среднеквадратичных) значений сигналов методом приближенного интегрирования. Далее действующие значения сигналов используются для вычисления действующих значений измеряемого тока и напряжения по известным градуировочным характеристикам ИК.

Активная мощность в цепи переменного тока вычисляется путем приближенного интегрирования произведения одновременно измеренных мгновенных значений напряжения и тока.

ИК интервалов времени (таймер)

Принцип действия таймера основан на подсчете числа импульсов опорного генератора таймера в течение измеряемого промежутка времени (между двумя внешними дискретными сигналами «Пуск» и «Стоп», которые поступают через модуль ввода сигналов). Количество подсчитанных импульсов, деленное на значение опорной частоты, определяет измеряемый интервал времени.

Общий вид электромонтажных шкафов №1 и №2, места нанесения знака утверждения типа и знака поверки приведены на рисунках 1, 2.

В конструкции предусмотрена защита от несанкционированного доступа в виде замков на дверцах электромонтажных шкафов №1 и №2.

Место нанесения знака поверки

Место нанесения знака утверждения типа

Рисунок 1 - Общий вид электромонтажного    Рисунок 2 - Общий вид электромонтажного

шкафа №1

шкафа №2

Рисунок 3 - Внешний вид замка на дверце электромонтажного шкафа №1

Рисунок 4 - Внешний вид замка на дверце электромонтажного шкафа №2

Знак поверки наносится на дверцу электромонтажного шкафа №1 в виде наклейки и в свидетельство о поверки в виде оттиска клейма.

Программное обеспечение

К метрологически значимым компонентам системы измерительной испытательного стенда вертолетного редуктора ВР-252 «Редуктор-3» (далее - ПО системы) относятся программы «Измерительная станция 1» (шкаф №1) и «Измерительная станция 2» (шкаф №2), установленные на соответствующих контроллерах.

Программы «Измерительная станция 1» и «Измерительная станция 2» в формате исполняемого файла «startup.rtexe» устанавливаются на промышленные контроллеры NI PXIe-8840 и NI PXI-8840, размещенные в электромонтажных шкафах №1 и №2, и работают под управлением операционной системы жесткого реального времени NI LabVIEW Real Time.

Обмен служебной информацией и данными между программами нижнего и верхнего уровней осуществляется по проводной локальной сети Ethernet посредством стандартного протокола обмена данными TCP IP.

Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Таблица 3 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики и на переднюю часть электромонтажного шкафа № 1 в виде наклейки.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность системы

Продолжение таблицы 4

Продолжение таблицы 4

Сведения о методах измерений

приведены в разделе 3 руководства по эксплуатации АЭ2-659.09.00 РЭ.

Нормативные документы

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15.02.2016 № 146 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления»

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31.07.2018 № 1621 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»

ГОСТ Р 8.802-2012 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа.

ГОСТ 8.752-2011 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений крутящего момента силы».

ГОСТ Р 8.648-2008 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1-10’2 до 2409 Гц.

ГОСТ Р 8.767-2011 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений силы переменного электрического тока от 1-10-8 до 100 А в диапазоне частот от 1 • 10-1 до 1-106 Гц.

ГОСТ Р.625-2006 ГСИ. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.