Система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600

Назначение

Система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600 (далее - система) предназначена для измерений крутящего момента силы, частоты вращения, расхода жидкостей и газов, давления и температуры воздуха (газов) и жидкостей (топлива, масла), массы жидкости, дымности отработавших газов.

Описание

Принцип действия системы основан на измерении первичными измерительными преобразователями (далее - ПИП) физических величин, преобразовании их в электрические сигналы, поступающие на вход аппаратуры сбора и преобразования сигналов в цифровой код для дальнейшей его передачи в промышленный компьютер, осуществляющий обработку, выдачу, хранение информации и ведение печатного протокола.

Система позволяет выполнять задачи, требующие высокой производительности и надежности измерительных систем для непрерывной работы в жестких условиях под управлением операционной системы реального времени.

Система состоит из: пульта и стойки управления, блока датчиков давления и температуры, нормализаторов сигнала, усилителей - преобразователей, источников питания и линий связи, измерителя крутящего момента силы на базе асинхронного двигателя, датчика крутящего момента; расходомеров топлива, воздуха, картерных газов и масла на «угар».

Конструктивно система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600 зав. № 1000019970 включает в себя:

- крейт с оборудованием системы сбора данных; промышленный компьютер (далее -ПК); подсистема синхронизации; нормализаторы сигналов; сетевые коммутаторы; источники питания;

- автоматизированное рабочее место (далее - АРМ) в составе: ПК; видеомониторов; сетевых коммутаторов; принтера;

- комплект ПИП.

Комплект ПИП содержит:

- дымомер модели AVL 439 (рег. № 20097-00);

- измеритель расхода картерных газов AVL 442 (рег. № 20094-00).

Шкафы E1, D1 и G1-G3 расположены в технологическом помещении, модуль сбора измерений, управления, автоматизации и регулирования, пульт управления и регулятора X-act находятся в пультовом помещении, Асинхронная машина DYNAS3 HDS 600, блок измерения температур и давлений, расходомеры топлива, воздуха и картерных газов расположены в помещении испытательного бокса.

Рисунок 1 - Структурная схема системы

Функционально система состоит из измерительных каналов (далее - ИК):

- крутящего момента силы;

- частоты вращения вала двигателя;

- расхода жидкости;

- объемный расход картерных газов;

- давления воздуха (газов) и жидкостей;

- температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями сопротивления Pt100;

- температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К);

- массы жидкости;

- дымности отработавших газов.

ПИП (F2i) ИК крутящего момента силы состоит: из подвижной части - ротора, представляющий собой муфту передачи крутящего момента от двигателя на тормозное устройство; из неподвижной части - статора. В роторе установлено измерительное устройство, состоящее из датчика, усилитель и преобразователя сигнала. Датчик представляет собой тензометрический мост. Сигнал измерительного устройства передается на статор бесконтактно с помощью ча-стотно-модулированного инфракрасного излучателя, преобразуется в цифровой сигнал, регистрируемый ПК.

Принцип действия ИК частоты вращения вала двигателя основан на преобразовании встроенным магнитно-частотным преобразователем частотного сигнала пропорционального частоте вращения в цифровой код, регистрируемый ПК.

Принцип действия ИК расхода жидкостей основан на зависимости выходного электрического сигнала ПИП (PLU 121) от воздействия на его чувствительный элемент измеряемого расхода жидкости. Электрический сигнал с выхода ПИП поступает на вход АЦП, преобразуется в цифровой код, регистрируемый ПК.

Принцип действия ИК массового расхода воздуха (газов) основан на преобразовании ПИП (Sensyflow P) измеряемого массового расхода жидкости в цифровой код, регистрируемый ПК.

Принцип действия ИК объемного расхода картерных газов основан на преобразовании ПИП (измерители расхода картерных газов AVL442) в цифровой сигнал, который подается по интерфейсу RS232 в ПК.

Принцип действия ИК давления воздуха (газов) и жидкостей основан на зависимости выходного электрического сигнала ПИП от воздействия на его чувствительный элемент измеряемого давления (абсолютного, избыточного, давления-разрежения). Электрический сигнал с выхода ПИП поступает на вход аналогово-цифрового преобразователя (далее - АЦП), преобразуется в цифровой код, регистрируемый ПК.

Принцип действия ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями сопротивления (Pt100), основан на зависимости изменения сопротивления ПИП от температуры среды. Сопротивление постоянному току ПИП, пропорциональное измеряемой температуре, преобразуется АЦП в цифровой код, поступающий в ПК.

Принцип действия ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К), основан на зависимости изменения напряжения постоянного тока ПИП от температуры среды. Напряжение постоянного тока ПИП, пропорциональное измеряемой температуре, преобразуется АЦП в цифровой код, поступающий в ПК.

Принцип действия ИК массы жидкости основан на измерении массы жидкости весами лабораторными электронными LA4200S.

Принцип действия ИК дымности отработавших газов основан на измерении дымности отработавших газов дымомером модели AVL 439.

Общий вид и внутреннее устройство модуля сбора измерений, управления, автоматизации и регулирования, и инверторного кабинета - электрошкафа асинхронной машины DYNAS3 HDS-600 с отсеками E1, D1, G1-G3 и указанием мест пломбировки (МП) от несанкционированного доступа к системе и нанесения знаков утверждения типа (ЗТ) и поверки (ЗП) представлены на рисунках 1 - 6.

Рисунок 1 - Модуль сбора измерений, управления, автоматизации и регулирования. Общий вид

1

2

3

4

1 - блок расходомера воздуха; 2 - блок связи с асинхронной машиной DYNAS3 HDS-600 и ПК; 3 - блок преобразователя напряжения с 220 В/50 Гц в 24 В; 4 - блок настройки датчика механической педали

Рисунок 2 - Модуль сбора измерений, управления, автоматизации и регулирования, внутреннее устройство шкафа

Рисунок 3 - Инверторный кабинет- электрошкаф асинхронной машины DYNAS3 HDS-600 с отсеками E1, D1, G1-G3. Общий вид

1

2

1 - блок предохранителей; 2 - пусковые автоматы Рисунок 4 - Отсек D1, внутреннее устройство шкафа. Вид спереди

3

1

2

iiiniif

1 - трансформатор питания; 2 - автоматические пускатели; 3 - соединительные колодки Рисунок 5 - Отсек G3, внутреннее устройство шкафа. Вид спереди

Рисунок 6 - Помещение пультовой, место оператора

Программное обеспечение

Программное обеспечение (далее - ПО) системы состоит из системного (основного) и прикладного (вспомогательного).

Системное ПО предназначено для создания среды функционирования комплекса технических средств и реализации требований, предъявляемых к метрологическому, информационному и математическому обеспечению и обеспечения обмена информацией между задачами системы. Системное ПО работает под управлением многозадачной операционной системы «Windows XP» и системы автоматизации «STARS Automation Software Platform».

Прикладное ПО позволяет создавать СИ графические формы индикации параметров, задачи отображения, оценки и обработки параметров расчета переходных режимов, сохранения информации об испытаниях в архивах данных, слежения за аварийными значениями параметров, формирования печатного протокола. К прикладному ПО относится пакет программ «Microsoft Office».

Метрологически значимая часть ПО системы и измеренные данные защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений. Влияние программного обеспечения не приводит к выходу метрологических характеристик системы за пределы допускаемых значений.

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики ИК системы

Здесь и в таблице 3:

1) 5 от ИЗ - относительная погрешность измерений от измеренного значения (ИЗ).

2) А - абсолютная погрешность измерений.

Таблица 3 - Состав и метрологические характеристики ИК системы с входными электрическими сигналами от ПИП

3) Пределы допускаемой погрешности ИК пересчитаны для значений температуры без учета погрешностей ПИП.

Таблица 4 - Основные технические характеристики

Продолжение таблицы 4

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и формуляр типографским способом и в виде наклейки на лицевую панель модуля сбора измерений, управления, автоматизации и регулирования и электрошкаф асинхронной машины DYNAS3 HDS-600.

Комплектность

Таблица 5 - Комплектность системы

Продолжение таблицы 5

Сведения о методах измерений

приведены в документах - 10.2021.001 РЭ «Система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600. Руководство по эксплуатации» раздел 4, «Методика измерений крутящего момента силы на валу двигателя» № 806-RA.RU.311243-2021.

Нормативные документы

ГОСТ 14846-2020 Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний.

ГОСТ 8.558- 2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры

Приказ Росстандарта от 30 декабря 2019 года № 3457 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»

Приказ Росстандарта от 22 октября 2019 года № 2498 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы»

Приказ Росстандарта от 7 февраля 2018 года № 256 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объема жидкости в потоке, объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости»

Приказ Росстандарта от 29 декабря 2018 года № 2825 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расходов газа»

Приказ Росстандарта от 31 июля 2018 года № 1621 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»

Приказ Росстандарта от 15 февраля 2016 года № 146 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления»

Приказ Росстандарта от 29 июня 2018 года № 1339 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»