Назначение
Преобразователи многоканальные измерительные сигналов рельсовых цепей (далее ПМИ-РЦ), предназначены для измерения напряжения и частоты электрических сигналов переменного тока в рельсовых цепях железных дорог.
Описание
Принцип действия ПМИ-РЦ основан на дискретном преобразовании Фурье, с помощью которого вычисляются параметры сигнала сложной формы и его спектральных составляющих.
ПМИ-РЦ состоит из 36 идентичных изолированных измерительных каналов, процессорного модуля и схемы питания.
Каждый измерительный канал содержит входной управляемый аттенюатор на инструментальных усилителях с программируемым коэффициентом усиления, микропроцессор и внешний АЦП, подключенный к микропроцессору, которые обеспечивают нормализацию входного измеряемого сигнала, его преобразование в цифровую форму и набор информационного массива для передачи в процессорный модуль. Процессорный модуль соединен со всеми каналами через внутренний изолированный интерфейс прибора стандарта CAN.
ПМИ-РЦ обеспечивает измерения по 36 каналам в режимах автономных и автоматических измерений:
- напряжение и частоту сигналов переменного тока синусоидальной формы;
- напряжение и частоту несущих сигналов переменного тока с амплитудной, частот
ной и фазовой модуляцией;
- полосу частот частотно-модулированных сигналов.
Результаты измерения сигналов представляются в среднеквадратических значениях (СКЗ).
Режим автономных измерений производится на приборе укомплектованном монитором, клавиатурой и мышью.
Режим автоматических измерений производится на приборе, подключенном к системной ЭВМ по внешнему интерфейсу CAN.
На каждый канал ПМИ-РЦ измеряемое напряжение поступает через собственный делитель. Для предотвращения влияния входных цепей ПМИ-РЦ на контролируемые цепи автоблокировки, его делители подключаются через внешние защитные резисторы (в комплект поставки не входят).
Прибор работает следующим образом.
После нажатия кнопки ВКЛ производится тестирование всех узлов и при успешном завершении тестовых проверок прибор переходит в рабочий режим.
Напряжение, измеряемое каналом, через делитель, аттенюатор и фильтр нижних частот поступает на вход АЦП.
Микропроцессор канала запускает АЦП на преобразование и по результатам измерения амплитуды за несколько итераций устанавливает максимально возможный коэффициент усиления. При изменении амплитуды входного сигнала более ступени переключения коэффициента усиления, производится автоматическая коррекция коэффициент усиления, как описано выше. После установления коэффициента усиления канал переходит в режим ожидания запроса на измерение по внутреннему интерфейсу.
После получения запроса на измерение, микропроцессор канала набирает массив данных для преобразования Фурье и вместе со значением коэффициента усиления по внутреннему интерфейсу передаёт в модуль процессора.
Модуль производит дискретное преобразование Фурье, на основе которого вычисляется значение сигнала сложной формы, его спектральных составляющих и их частоты. Результаты измерений по внешнему интерфейсу CAN передаются в ЭВМ системы.
Конструктивно прибор выполнен в металлическом корпусе PROP АС 3U на 42 места.
18 плат АЦП (2 измерительных канала на плату) и модуль процессора размещаются в направляющих.
Процессорный модуль выполнен на основе одноплатной промышленной мини -ЭВМ и двухканального изолированного интерфейса CAN. В процессорном модуле имеются соединители для подключения монитора, клавиатуры, мыши и световой индикатор питания.
На задней панели корпуса размещены соединительная плата с 19 соединителями и входными делителями, разъемы подключения измерительных цепей, питания и внешнего интерфейса CAN, кнопка включения и предохранитель.
Питание ПМИ-РЦ поступает от закрепленного на боковой стенке его корпуса импульсного преобразователя напряжения постоянного тока +24 В в постоянное +5 В с защитой от короткого замыкания и от перегрева, к которому подключены собственные изолирующие источники питания, которые имеют все каналы.
Приборы ПМИ-РЦ могут комплектоваться блоками трансформаторов тока (БТТ) для измерения токовых сигналов, выполненными в корпусах реле НМШ, установленных на штатив.
Рисунок 1 - Внешний вид преобразователя многоканального измерительного сигналов рельсовых цепей ПМИ-РЦ.
Примечание - для предотвращения несанкционированного доступа один из винтов крепления каждого модуля к внешнему корпусу пломбируется.
Основная область применения ПМИ-РЦ - проверка работы устройств системы автоблокировки АБТЦ-М на железных дорогах МПС России в процессе эксплуатации.
Программное обеспечение
ПМИ-РЦ имеют встроенное программное обеспечение (ПО), которое реализовано аппаратно, с учетом которого нормированы метрологические характеристики.
Встроенное ПО (микропрограмма) заносится в программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) предприятием-изготовителем и недоступно потребителю.
Таблица 1 - Характеристики встроенного программного обеспечения (ПО)
| Идентификационные данные (признаки) | ПМИ-РЦ |
| Идентификационное наименование ПО | AT91SAM7X256 |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | ПМИ-РЦ 7.7 |
| Цифровой идентификатор ПО | _ |
| Другие идентификационные данные (если имеются) | _ |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Внешнее ПО DataView служит для вывода и представления результатов измерений на внешнем ПК и не является метрологически значимым.
Технические характеристики
Таблица 2 - Параметры измерения напряжения и частоты переменного тока.
| Измеряемый параметр | Диапазон измерений | Пределы допускаемых основных погрешностей измерения |
| Измерение напряжения переменного тока |
| Синусоидальной формы, В | 0,0025-300 | ± 2,5 % |
| Сложной формы, В | ± 4 % |
| Измерение частоты переменного напряжения |
| Центральная частота частотно-модулированного гармонического сигнала напряжения переменного тока, Гц | 460-490 560-590 610-640 660-690 710-740 760-790 810-840 860-890 910-940 960-990 | ± 1 Гц |
| Полосы частот частотно-модулированного сигнала напряжения переменного тока, Гц | 0-30 |
| Частота несущей сигнала переменного тока с импульсной манипуляцией без учета пауз, Гц | 20-30 45-55 70-80 |
| Частоты несущей напряжения переменного тока фазо-модулированного сигнала, Гц | 170-180 |
Дополнительная погрешность преобразования от изменения температуры на каждые 10° С не более половины допускаемых значений основной погрешности в пределах рабочих температур.
Входной импеданс по входу напряжения:
| Сопротивление не менее, МОм Ёмкость не более, пФ Время установления рабочего режима не более, мин Время преобразования (по одному каналу) не более, с Режим работы Допустимое питание от источника напряжения постоянного тока, В Потребляемая мощность не более, Вт Габаритные размеры, мм Масса прибора не превышает, кг Изоляция между объединёнными входами и корпусом: | 1 ± 20%. 100 1 3 круглосуточный от 21 до 32 30 470x170x270 7 |
| Электрическая прочность (переменный ток 50 Гц, 1 мин.), В Сопротивление изоляции в рабочих условиях не менее, МОм | 1000 200 |
Нормальные условия применения
Рабочие условия применения (группа 1 ГОСТ 22261-94, с расширенным диапазоном рабочих температур)
Температура окружающего воздуха 20±5о С; относительная влажность от 30 до 80%;
атмосферное давление от 630 до 795 мм рт.ст
Температура окружающего воздуха
от минус 5 до плюс 50° С;
относительная влажность до 90 % при 30° С; атмосферное давление от 630 до 800 мм рт.ст.
По устойчивости и прочности при механических воздействиях соответствует требованиям, установленным для приборов группы 1 ГОСТ 22261-94.
По критерию качества функционирования соответствовать группе “В” по ГОСТ Р 50656.
По устойчивости к помехам соответствует группе IV по ГОСТ Р 50656
Степень защиты от внешних воздействий -IP30 по ГОСТ 14254-96 (пылебрызгозащищенность).
Изделие является восстанавливаемым, ремонтируемыми м и по номенклатуре показателей надежности относятся к группе II вида I согласно ГОСТ 27.002-89.
Наработка на отказ не менее, часов Срок службы не менее, лет
30000
15
1
Среднее время восстановления, часов
Знак утверждения типа
наносится на заводской шильдик, размещенный на внешней стороне крышки прибора и на титульный лист руководства по эксплуатации типографическим способом.
Комплектность
Таблица 3. Комплект поставки ПМИ-РЦ.
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Преобразователь многоканальный измерительный сигналов рельсовых цепей ПМИ-РЦ | ТУ4220-001 -29279945-05 (РКУН.19.00.00.000) | 1 |
| Блок трансформаторов тока (БТТ) | РКУН.19.04.00.000 | От 1 до 6 |
| Руководство по эксплуатации | 4220-001-29279945-05РЭ | 1 |
| Методика калибровки | 4220-001-29279945-05МК | 1 |
| Методика поверки | 4220-001-29279945-05МП | 1 |
| Формуляр | 4220-001-29279945-05ФО | 1 |
Поверка
осуществляется по документу 4220-001-29279945-05МП «Преобразователь многоканальный измерительный сигналов рельсовых цепей ПМИ-РЦ. Методика поверки», согласованому ФГУП «ВНИИМС» 10.01.2005 г.
Таблица 4. Основные средства поверки:
| Воспроизводимые величины | Требуемый диапазон | Требуемая погрешность | Рекомендуемый тип |
| Напряжение переменного тока синусоидальное с кодоимпульсной манипуляцией |
| Напряжение несущей | 0,3...300 В | ± 0,5 % | Калибратор универсальный Н4-11 |
| Частота несущей | 20...100 Гц | ± 0,1 Гц |
| Период манипуляции | 1...2,2 с | 3 мс |
| Длительность импульса | 0,1...0,8 с | 1 мс |
| Длительность паузы | 0,1...1 с | 1 мс |
| Напряжение переменного тока синусоидальное с фазоразностной манипуляцией |
| Напряжение несущей | 3 мВ...300 В | ± 0,5 % | Калибратор универсальный Н4-11 |
| Частота несущей | 170...180 Гц | ± 0,1 Гц |
| Сдвиг фазы | ±180° | ±3° |
| Число периодов манипуляции | 16-64 | - |
| Напряжение переменного тока синусоидальное с амплитудной манипуляцией |
| Напряжение несущей | 3 мВ...300 В | ± 0,5 % | Калибратор универсальный Н4-11 |
| Частота несущей | 400...1000 Гц | ± 0,3 Гц |
| Частота модуляции | 8 и 12 Гц | ±0,1 Гц |
| Напряжение переменного тока синусоидальное с частотной манипуляцией |
| Напряжение несущей | 3 мВ...3 В | ± 0,5 % | ПЭВМ IBM PC в комплекте c преобразователем напряжения измерительным E14-440D фирмы L-CARD |
| Частота несущей | 400...1000 Гц | ±0.3 Гц |
| Частота девиации | 0...15 Гц | ± 0,1 Гц |
Сведения о методах измерений
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в руководстве по эксплуатации.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
ГОСТ 14014-91 «Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний».
Технические условия ТУ 422-001-29279945-05
Рекомендации к применению
- вне сферы государственного регулирования.
