Назначение
Комплексы цифрового управления вибрацией программно-аппаратные ЦУ В «Сантек-Вибро» (далее - ЦУВ) предназначены для измерения параметров вибрации при проведении механических испытаниях продукции, а также управления режимом испытаний продукции на синусоидальную, случайную (широкополосную) вибрацию и виброудар в составе испытательных вибрационных установок. Управление измерением и заданием параметров испытательных режимов осуществляется по среднеквадратическим или амплитудным значениям виброускорения, виброскорости и виброперемещения.
ЦУВ могут применяться испытательными лабораториями и научными учреждениями для проведения испытаний продукции при производстве, сертификации продукции, научных исследований во всех отраслях промышленности по требованиям ГОСТ 30296-95, ГОСТ 30630.0.0-99, ГОСТ 30630.1.2-99, ГОСТ Р (МЭК 60068-2-57), ГОСТ Р (МЭК 60068-2-64).
Описание
ЦУВ, в виде платы, вставляется в ISA слот IBM PC совместимого компьютера и работает совместно с программным обеспечением “САНТЕК-ВИБРО”.
Плата ЦУВ имеет четыре входных канала для измерения и обработки сигнала с первичных преобразователей. Каждый входной канал состоит из:
- зарядового усилителя;
8-ми разрядного аттенюатора входных сигналов;
- усилителя, снабженного фильтрами высоких и нижних частот;
12- ти разрядным аналого-цифровым преобразователем входных сигналов.
На плате ЦУВ находится выходной разъем кварцевого генератора. Кварцевый генератор состоит из:
12- ти разрядного цифро-аналогового преобразователя выходного сигнала;
12- ти разрядного аттенюатора выходного сигнала;
- выходного усилителя, снабженного фильтрами нижних частот.
Для управления выходным напряжением кварцевого генератора в качестве канала цепи обратной связи (канала управления) может использоваться каждый из входных каналов .
Также на плате имеется шина ISA АТ.
Принцип измерения каналов для измерения и обработки сигнала основан на преобразовании аналоговых сигналов, поступающих с вибропреобразователей в пропорциональное им напряжение с последующим аналого-цифровым преобразованием, дальнейшей обработкой цифровым сигнальным процессором и передачей значений с АЦП платы ЦУВ через шину ISA АТ на жесткий диск персонального компьютера.
Канал управления ЦУВ вырабатывает цифровые коды выходного сигнала. Эти коды подаются на ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) платы ЦУВ, превращающий эти коды в аналоговый сигнал.
Технические характеристики
1. Число измерительных каналов
2. Число каналов управления
3. Максимальное напряжение сигнала управления (амплитудное значение) на нагрузке 30 кОм, В
4. Уровень шума на выходе канала управления, мВ (СКЗ), не более
5. Коэффициент гармоник выходного напряжения канала управления при максимальном напряжении, %, не более
6. Выходное сопротивление канала управления, Ом, не более
7. Максимальное входное напряжение, В
8. Выходная емкость, пФ, не более
9. Уровень шума (СКЗ), приведенный к входу, при максимальном усилении, мВ, не более
10. Максимальный заряд по входу зарядового усилителя, нКл
11. Входная емкость, мкФ
12. Уровень шума (СКЗ), приведенный к входу, при максимальном усилении, пКл, не более
13. Коэффициент преобразования, рекомендуемых к использованию пьезоэлектрических вибропреобразователи, мВ/мс'2 от 1 до 10
14. Уровень шума канала измерения, м/с2, не более
15. Неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) входных каналов:
| Рабочий диапазон частот, Гц | Диапазон частот, Гц | Неравномерность АЧХ, не более |
| 5 + 2000 | 20 4-1500 | ±1 дБ |
| 10 4-5000 | 20 4-3000 | ±1 дБ |
16. Спад АЧХ входных каналов вблизи границ диапазонов:
| Рабочий диапазон частот, Гц | Затухание АЧХ на частотах, не более |
| 5 4- 2000 | 5; 2000 Гц | -ЗдБ |
| 10 4-5000 | 10; 5000 Гц | -ЗдБ |
17. Спад АЧХ входных каналов на верхних частотах
вне рабочего диапазона частот, дБ/окт, не менее 24
18. Неравномерность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) выходного канала:
| Рабочий диапазон частот, Гц | Диапазон частот, Гц | Неравномерность АЧХ, не более |
| 5 4- 2000 | 20- 1500 | ±1 дБ |
| 10 4- 5000 | 20 4-3000 | ±1 дБ |
19. Спад АЧХ выходного канала вблизи границ диапазонов:
| Рабочий диапазон частот, Гц | Затухание АЧХ на частотах, не более |
| 5 4- 2000 | 5;2000 Гц | -ЗдБ |
| 10 4-5000 | 10; 5000 Гц | -ЗдБ |
20. Спад АЧХ выходного канала на верхних частотах вне рабочего диапазона частот, дБ/окт, не менее 24
21. Функциональная подсистема формирования синусоидальных сигналов.
21.1 Максимальная величина амплитудного значения синусоидального входного напряжения определяется максимальным напряжением (зарядом), чувствительностью датчика и максимальным значением входного напряжения контроллера, 5 В.
21.2 Рабочие диапазоны частот, Гц
- от 5 до 2000
- от 10 до 5000.
21.3 Подсистема обеспечивает задание параметров вибрации по СКЗ (среднему квадратическому значению) и амплитудному значению виброускорения, виброскорости и виброперемещения с произвольным количеством точек перехода.
21.4 Пределы допускаемой основной относительной погрешности
измерения и установки частоты синусоидальной вибрации, % ±0,1
21.5 Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения и задания виброускорения, виброскорости и виброперемещения на базовой частоте 160 Гц, % - ± 1х [1+0,5 (имакс/иИзм -1)], где UMaKC - максимальное значение, задаваемого параметра; иизм - измеренное значение параметра.
21.6 Пределы дополнительной погрешности измерительных каналов
от их взаимного влияния, % ± 0,5
21.7 Коэффициент гармоник выходного напряжения при
максимальной амплитуде сигнала, %, не более 1
21.8 Диапазон скоростей автоматической развертки частоты в пределах
- по линейному закону, Гц/с от 0,1 до 100
- по логарифмическому закону, окт/мин от 0,1 до 60
21.9 Пределы допускаемого значения относительной погрешности длительности автоматической развертки частоты, %
- по линейному закону
- по логарифмическому закону
21.10 Динамический диапазон автоматического регулирования синусоидальной
вибрации, дБ, не менее
21.11 Диапазон регулирования скорости компрессии, дБ/c, 1 4-1000
21.12 Коэффициенты скорости компрессии, в зависимости
от частоты, дБ/c на Гц 0,1 + 3 с шагом 0,1
21.13 Предел дополнительной относительной погрешности измерения параметров
вибрации и удара от изменения температуры окружающего воздуха (от +5 до +35 °C), % ± 0,5
22. Функциональная подсистема формирования квазислучайных сигналов.
22.1 Рабочие диапазоны частот формирования спектра, Гц
- от 5 до 2000
- от 10 до 5000.
22.2 Максимальная величина пикового значения ускорения ШСВ определяется максимальным напряжением (зарядом) и чувствительностью датчика.
22.3 Максимальная величина СКЗ ШСВ определяется как максимальная величина пикового значения минус 12 дБ.
22.4 Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерения СКЗ
сложногармонического сигнала при величине пик-фактора 3, %
22.5 Пределы допускаемой относительной погрешности измерения СКЗ ускорения ШСВ в рабочем диапазоне частот, %
22.6 Пределы допускаемой относительной погрешности измерения спектральной плотности мощности (СПУ) ШСВ, %,
| 22.7 Диапазон задания длительности испытаний, мин, в пределах 22.8 Пределы допускаемого значения погрешности измерения длительности испытаний, % | от 1 до 9999 5 |
22.9 Динамический диапазон автоматического регулирования ШСВ, дБ, не менее 60
22.10 Мгновенное ускорение ШСВ распределено по нормальному
(Гауссовскому) закону.
22.11 Частотное разрешение, Гц
-1 в диапазоне частот 5 4- 2000 Гц;
- 2 в диапазоне частот 10 -г- 5000 Гц.
23. Функциональная подсистема формирования виброудара.
23.1 Виброудар реализуется как произведение сигнала с заданным спектром заполнения, сформированной подсистемой формирования квазислучайных сигналов, на форму заданной огибающей виброудара. Виброудар проводится при программно-разомкнутой цепи компрессии. Мощность виброудара Р определяется как:
+ Г
Р = |ф2 (/)• G2 (0 ■ dt [g2-ce/c], !0
где to и Г- начало и длительность импульса виброудара, G(t) и Ф(1) - временная функция с заданным спектром и заданная форма огибающей.
23.2 Рабочие диапазоны частот формирования спектра, Гц
- от 5 до 2000
- от 10 до 5000.
| 23. 3 Форма огибающей виброудара задается программно по точкам. Дискретность задаваемых точек, мс 23. 4 Диапазон задания длительности огибающей ударного спектра, мс 24. Время непрерывной работы ЦУВ, ч, не менее 25. Потребляемая мощность ЦУВ, Вт, не более 26. Габаритные размеры ЦУВ, мм, не более 27. Масса ЦУВ, кг, не более 28. Рабочие условия эксплуатации: | от 0,1 до 100 от 10 до 250 8 10 350x120x20 0,1 |
| - Диапазон рабочих температур окружающей среды блока: | от+5°Сдо +35°С |
- Относительная влажность: до 90% при +25°С
- Атмосферное давление: 537 - 800 мм рт.ст.
29. Наработка на отказ: не менее 10000 часов при доверительной вероятности 0,9.
30. Назначенный ресурс: не менее 10000 часов.
31. Срок службы: не менее 5 лет
Примечание: Основные параметры и характеристики ЦУВ нормированы без учета метрологических характеристик первичных преобразователей.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа СИ наносится на титульный лист руководства по эксплуатации 4277-01-18697533-01 РЭ типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки ЦУ В входят изделия:
Таблица 2
| Наименование | Обозначение | Кол-во, шт. | Примечание |
| Плата ЦУВ | МИЦР.467149.001 | 1 | |
| ПЭВМ с шиной ISA АТ | | 1 | |
| Кабель специальный (интерфейсный) | МИЦР.467149.002 | 1 | |
| Руководство по эксплуатации с разделом «Методика поверки» | МИЦР.467149.001 РЭ | 1 | |
| Руководство пользователя | МИЦР.467149.001 РП | 1 | |
| Паспорт | МИЦР.467149.001 ПС | 1 | |
| Комплект программного обеспечения “САНТЕК-ВИБРО” | МИЦР.467149.001 ПО | 1 | На флоппи-диске 3,5 |
| Фильтр сетевой | «Пилот» | | |
Поверка
Поверка проводится по методике, изложенной в разделе 7 Руководства по эксплуатации ТУ 4277-01-18697533-01 РЭ, согласованной с ФГУ “Ростест-Москва” 20.03.2002.
Основные средства поверки:
| № п.п. | Наименование средств измерений | Основные технические характеристики |
| 1 | Генератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-122 | Диапазон частот: 0,001.....1999999,999Гц; Диапазон выходного напряжения (на нагрузке 50±0,25 Ом) -0,2...2500 мВ; Основная погрешность установки частоты - не более ±5-107 fe; Основная погрешность установки уровня выходного напряжения в диапазоне 256......1023 мВ - не более ± 6% |
| 3 | Вольтметр В7-78/1 | Диапазон частот: 3.....3-105 Гц Диапазон измерений 0,1 мВ...750 В Погрешность ± 0,1 %.....± 1,0 % |
| 4 | Частотомер Ф5401 (43-63) | Диапазон измерений от 0,1 до 109 Гц Погрешность ± 1/&змЧсч. |
| 5 | Анализатор спектра 2010 | Диапазон частот: 2 2-10s Гц Диапазон входного напряжения: ЮмкВ.....300В Неравномерность АЧХ в диапазоне частот 10Гц.....50кГц не более ±2 дБ |
Межповерочный интервал - 1 год.
Нормативные документы
ГОСТ 30296-95 - Аппаратура общего назначения для определения основных параметров вибрационных процессов. Общие технические требования.
ГОСТ 30630.0.0 - 99. Методы испытаний машин, приборов и других технических изделий на стойкость к внешним воздействующим факторам. Общие требования.
ГОСТ 30630.1.2. - 99. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействия вибрации.
ГОСТ Р (МЭК 60068 - 2 - 57) Испытания на вибрацию с заданной акселерограммой процесса.
ГОСТ Р (МЭК 60068 - 2 - 64) Испытания с цифровым управлением на широкополосную случайную вибрацию.
ГОСТ 26883-86 Внешние воздействующие факторы. Термины и определения.
ГОСТ 28203-89 Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Испытание Fd и руководство. Вибрация синусоидальная.
ГОСТ 28220-89 Основные методы испытаний на воздействие влияющих факторов. Испытания Fd широкополосная и случайная вибрация.
ТУ 4277-01-18697533-01 - Технические условия. Комплексы цифрового управления вибрацией ЦУВ программно-аппаратные “САНТЕК-ВИБРО”.
Заключение
Тип комплексов программно-аппаратных цифрового управления вибрацией ЦУВ “САНТЕК-ВИБРО” утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, и метрологически обеспечен в эксплуатации, согласно поверочной схеме.
