Система измерительная для измерений при испытаниях транспортных средств на пассивную безопасность ТИИС
Назначение
Измерительная система для измерений при испытаниях транспортных средств на пассивную безопасность ТИИС № 01 ( далее по тексту - измерительная система, ИС) предназначена для измерений, для высокоскоростного многоканального сбора данных и протоколирования результатов измерений ускорений, сил, крутящих моментов, действующих в различных частях манекена, и смещений элементов конструкций манекена при испытаниях транспортных средств в соответствии с ГОСТ Р 41.94, ГОСТ Р 41.95 и ИСО 6487.
Описание
Измерительная система обеспечивает измерение и протоколирование результатов измерений ускорений центра тяжести головы в трёх взаимно перпендикулярных направлениях; сил сжатия таза, грудной клетки сбоку и бедра; сил сжатия и растяжения соединения «голова шея»; сил сжатия, растяжения и крутящих моментов голени; смещений грудной клетки, рёбер и колена. В зависимости от назначения измерительные каналы системы подразделяются на каналы определённого типа. Типы каналов, их условные обозначения и количество входных каналов АЦП указаны в таблице 1.
Примечание: В измерительных каналах системы применяются первичные преобразователи типа 7231С-750 TS и типа 7264В-2000 производства фирмы «ENDEVCO» США, а также типа 1716А, типа 2121 А, типа 1584А, типа 2631 и типа 3096А производства фирмы Robert A. Denton, Inc (США). Программное обеспечение NANODAS64L производства фирмы «ЕМЕ Corp» (США).
| Обозначение канала | Назначение канала | Количество каналов АЦП |
| «ИУс-1/1» | Измерение ускорения в центре тяжести головы по осям X, Y, Z | 6 |
| «ИУс-1/2» | Измерение ускорения в центре тяжести головы по осям X, Y, Z | 3 |
| «ИСл-1» | Измерение сил, действующих в «соединении голова - шея» по осям X, Y, Z | 6 |
| «ИСл-2» | Измерение силы сжатия бедра по оси X | 4 |
| «ИСл-3» | Измерение силы сжатия и растяжения голени по оси Z | 4 |
| «ИСл-4» | Измерение силы бокового сжатия грудной клетки по оси Y | 3 |
| «ИСл-5» | Измерение силы сжатия таза по оси Y | 1 |
| «ИМо-1» | Измерение крутящих моментов, действующих в соединении «голова - шея» относительно осей X, Y, Z | 6 |
| «ИМо-2» | Измерение крутящих моментов, действующих в верхней и нижней части голени относительно осей X, Y | 6 |
| «ИСм-1» | Измерение смещения грудной клетки | 2 |
| «ИСм-2» | Измерение смещения голени | 4 |
| «ИСм-3» | Измерение смещения ребра | 3 |
Конструктивно измерительная система представляет собой комплекс технических средств, состоящий из первичных преобразователей; блока промежуточных измерительных преобразователей, в состав которого входят аналого-цифровые преобразователи и накопители информации, поступающей от первичных преобразователей (далее по тексту - блок преобразователей); персонального компьютера с программным обеспечением NANODAS64L.
Первичные преобразователи (датчики) предназначены для измерения физической величины, характеризующей определённое состояние манекена, и преобразование её в электрический сигнал. По принципу действия первичные преобразователи подразделяются на датчики пьезорезистивного типа (измерение сил, крутящих моментов и ускорений) и датчики потенциометрического типа (измерение смещения). Все датчики идентифицированы по назначению: месту установки в соответствующих узлах манекена, амплитудному и частотному диапазонам. Некоторые типы датчиков предназначены для измерений только одной физической величины (типа Model 7231С-750 TS и Model 7264В-2000 - для измерения ускорения, типа Model 2121 A, Model 2631, Model 3096А - для измерения силы сжатия бедра по оси X, типа «потенциометр» - для измерения смещений грудной клетки, ребра и голени); все они являются одноканальными. Другие типы датчиков предназначены для измерения нескольких физических величин (типа Model 1716А - для измерения сил и моментов; типов 1583 и 15 84А - для измерения сил и моментов голени). Выходные сигналы всех датчиков являются аналоговыми.
Состав каналов ИС с типами и номерами применяемых датчиков приведен в таблице 2.
| №№ п/п | Обозначение канала | Тип преобразователя (датчика) | Номер датчика | Номер канала в блоке промежуточных преобразователей |
| 1 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16028 | 01 |
| 2 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16073 | 02 |
| 3 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16062 | 03 |
| 4 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16007 | 35 |
| 5 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16084 | 36 |
| 6 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16049 | 37 |
| 7 | ИУс-1/2 | Датчик типа Model 7264В-2000 | В17842 | 01 |
| 8 | ИУс-1/2 | Датчик типа Model 7264В-2000 | В18012 | 02 |
| 9 | ИУс-1/2 | Датчик типа Model 7264В-2000 | В18015 | 03 |
| 10 | ИСл-1 | Датчик типа Model 1716А | 1118 | 04 |
| 11 | ИСл-1 | Датчик типа Model 1716А | 1118 | 06 |
| 12 | ИСл-1 | Датчик типа Model 1716А | 1117 | 38 |
| 13 | ИСл-1 | Датчик типа Model 1716А | 1117 | 40 |
| 14 | ИСл-2 | Датчик типа Model 2121А | 1040 | 17 |
| 15 | ИСл-2 | Датчик типа Model 2121А | 1043 | 18 |
| 16 | ИСл-2 | Датчик типа Model 2121А | 1038 | 51 |
| 17 | ИСл-2 | Датчик типа Model 2121А | 1044 | 52 |
| 18 | ИСл-3 | Датчик типа Model 15 84А | 633 | 15 |
| 19 | ИСл-3 | Датчик типа Model 1584А | 632 | 49 |
| 20 | ИСл-4 | Датчик типа Model 2631 | 1081 | 09 |
| 2 | ИСл-4 | Датчик типа Model 2631 | 1082 | 10 |
| 22 | ИСл-4 | Датчик типа Model 2631 | 1083 | 11 |
| 23 | ИСл-5 | Датчик типа Model 3096А | 262 | 12 |
| 24 | ИМо-1 | Датчик типа Model 1716А | 1118 | 08 |
| 25 | ИМо-1 | Датчик типа Model 1716А | 1117 | 42 |
| 26 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1583 | 691 | 11 |
| 27 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1583 | 691 | 12 |
| 28 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1584А | 633 | 13 |
| 29 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1583 | 690 | 45 |
| 30 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1583 | 690 | 46 |
| 31 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1584А | 632 | 47 |
| 32 | ИСм-1 | Датчик-потенциометр смещения грудной клетки | без номера | 10 |
| 33 | ИСм-1 | Датчик- потенциометр смещения грудной клетки | без номера | 44 |
| 34 | ИСм-2 | Датчик - потенциометр смещения колена | без номера | 19 |
| 35 | ИСм-2 | Датчик - потенциометр смещения колена | без номера | 20 |
| 36 | ИСм-2 | Датчик - потенциометр смещения колена | без номера | 53 |
| 37 | ИСм-2 | Датчик - потенциометр смещения колена | без номера | 54 |
| 38 | ИСм-3 | Датчик - потенциометр смещения ребра | 44704G | 04 |
| 39 | ИСм-3 | Датчик - потенциометр смещения ребра | 44702G | 05 |
| 40 | ИСм-3 | Датчик - потенциометр смещения ребра | 45036G | 06 |
Блок промежуточных измерительных преобразователей предназначен для:
-электрического питания датчиков;
-усиления сигналов, поступающих от датчиков;
-аналогово-цифрового преобразования сигналов и регистрации их в собственной памяти блока.
Перед аналогово-цифровым преобразованием в блоке промежуточных измерительных преобразователей выполняется аппаратурная фильтрация высокочастотной составляющей сигнала, обеспечивающая бесперебойную работу аналогово-цифрового преобразователя. Конструктивно блок промежуточных измерительных преобразователей выполнен в виде блока, с расположенными на одной из его сторон электрическими разъёмами для присоединения источников питания, выходных кабелей датчиков и интерфейсных кабелей персонального компьютера. Внутри имеется 64 независимых идентичных измерительных канала, выполняющих указанные выше функции.
Персональный компьютер с установленным программным обеспечением NANODAS64L предназначен для настройки функциональных параметров блока преобразователей: введение и извлечение из блока преобразователей измерительной информации и обработки её с целью расчёта требуемых параметров и характеристик манекена. Программное обеспечение этих расчётов не входит в комплектацию данной измерительной системы.
Технические характеристики
1 Сведения о диапазонах измерений, частотных диапазонах и количествах каналов для каждого типа каналов приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Обозначение канала | Верхний предел измерения | Класс частот по ИСО 6487 | Количество каналов АЦП |
| ИМо-1 | 100 Н м | 600 | 6 |
| ИМо-2 | 200 Н м | 600 | 6 |
| ИСл-1 | 5 кН | 1000 | 6 |
| ИСл-2 | 10 кН | 600 | 4 |
| ИСл-3 | 10 кН | 600 | 4 |
| ИСл-4 | 5 кН | 600 | 3 |
| ИСл-5 | 10 кН | 600 | 1 |
| ИСм-1 | 90 мм | 180 | 2 |
| ИСм-2 | 25 мм | 180 | 4 |
| ИСм-3 | 65 мм | 180 | 3 |
| ИУс-1/1 | 1960 м/с1 2 (200 g) | 1000 | 6 |
| ИУс-1/2 | 1960 м/с1 (200 g) | 1000 | 6 |
Рисунок 1 -Условное изображение обобщённой амплитудно-частотной характеристики измерительного канала.
Таблица 4 - Параметры амплитудно-частотных характеристик для классов частот по ИСО 6487 (по рисунку 1)
| Класс частот по ИСО 6487 | Fl, Гц | FH, Гц | Fn, Гц | а, дБ | bi. | Ь?, дБ | С|. дБ | С2, дБ | d, дБ | е, дБ/окт | f, дБ/окт | g, дБ |
| «180» | 0,1 | 180 | 300 | ±0,5 | ±0,5 | -1 | ±0,5 | 4 | -0,5 | -24 | СО | -40 |
| «600» | 0,1 | 600 | 1000 | ±0,5 | ±0,5 | -1 | ±0,5 | 4 | -0,5 | -24 | со | -40 |
| «1000» | 0,1 | 1000 | 1650 | ±0,5 | ±0,5 | -1 | ±0,5 | 4 | -0,5 | -24 | со | -40 |
4 Относительный коэффициент поперечного преобразования («поперечная чувствительность» по ИСО 6487): не более ± 5 % (± 0,6 дБ).
5 Нелинейность амплитудной характеристики («линейная ошибка» по ИСО 6487) каждого канала не более ±2,5 %(± 0,2 дБ) от диапазона измерений.
6 Питание компонентов ИС производится:
- датчиков от внутреннего источника блока промежуточных измерительных преобразователей;
- блока промежуточных измерительных преобразователей, аналого-цифровых преобразователей и вычислительного процессора от аккумулятора +(10 + 14) В или сетевого питания 220-22+33 В, частота- 50 Гц ±1 Гц;
- персонального компьютера от сетевого питания 220 В, 50 Гц.
7 Габаритные и конструктивные размеры и массы всех составных частей ИС - по спецификации изготовителя.
8 Условия эксплуатации ИС: Температура +(22±5)°С.
9 Назначенный ресурс ИС: не менее 10 лет.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа СИ наносится на титульный лист эксплуатационной документации типографическим способом.
Комплектность
В комплект измерительной системы для измерений при испытаниях транспортных средств на пассивную безопасность ТИИС № 01 входят:
- первичные преобразователи (датчики), указанные в таблице 5;
- блок промежуточных измерительных преобразователей;
- комплект соединительных кабелей;
- комплект интерфейсных кабелей;
- персональный компьютер типа PS/АТ с операционной системой Windows 95/98/NT;
- программное обеспечение «NANODAS64L»;
- руководство по эксплуатации «Измерительная система для измерений при испытаниях транспортных средств на пассивную безопасность ТИИС. Руководство по эксплуатации. И37.052.015-2006 РЭ»;
- формуляр «Измерительная система для измерений при испытаниях транспортных средств на пассивную безопасность ТИИС. Формуляр. И37.052.015-2006 ФО».
Таблица 5
| №№ п/п | Обозначение канала | Тип преобразователя (датчика) | Номер датчика | Номер канала АЦП в блоке промежуточных преобразователей |
| 1 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16028 | 01 |
| 2 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 723 IC-750 TS | С16073 | 02 |
| 3 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16062 | 03 |
| 4 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16007 | 35 |
| 5 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16084 | 36 |
| 6 | ИУс-1/1 | Датчик типа Model 7231 С-750 TS | С16049 | 37 |
| 7 | ИУс-1/2 | Датчик типа Model 7264В-2000 | В17842 | 01 |
| 8 | ИУс-1/2 | Датчик типа Model 7264В-2000 | В18012 | 02 |
| 9 | ИУс-1/2 | Датчик типа Model 7264В-2000 | В18015 | 03 |
| 10 | ИСл-1 | Датчик типа Model 1716А | 1118 | 04 |
| 11 | ИСл-1 | Датчик типа Model 1716А | 1118 | 06 |
| 12 | ИСл-1 | Датчик типа Model 1716А | 1117 | 38 |
| 13 | ИСл-1 | Датчик типа Model 1716А | 1117 | 40 |
| 14 | ИСл-2 | Датчик типа Model 2121А | 1040 | 17 |
| 15 | ИСл-2 | Датчик типа Model 2121А | 1043 | 18 |
| 16 | ИСл-2 | Датчик типа Model 2121А | 1038 | 51 |
| 17 | ИСл-2 | Датчик типа Model 2121А | 1044 | 52 |
| 18 | ИСл-3 | Датчик типа Model 1584А | 633 | 15 |
| 19 | ИСл-3 | Датчик типа Model 15 84А | 632 | 49 |
| 20 | ИСл-4 | Датчик типа Model 2631 | 1081 | 09 |
| 2 | ИСл-4 | Датчик типа Model 2631 | 1082 | 10 |
| 22 | ИСл-4 | Датчик типа Model 2631 | 1083 | И |
| 23 | ИСл-5 | Датчик типа Model 3096А | 262 | 12 |
| 24 | ИМо-1 | Датчик типа Model 1716А | 1118 | 08 |
| 25 | ИМо-1 | Датчик типа Model 1716А | 1117 | 42 |
| 26 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1583 | 691 | 11 |
| 27 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1583 | 691 | 12 |
| 28 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1584А | 633 | 13 |
| №№ п/п | Обозначение канала | Тип преобразователя (датчика) | Номер датчика | Номер канала АЦП в блоке промежуточных преобразователей |
| 29 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1583 | 690 | 45 |
| 30 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1583 | 690 | 46 |
| 31 | ИМо-2 | Датчик типа Model 1584А | 632 | 47 |
| 32 | ИСм-1 | Датчик- потенциометр смещения грудной клетки | без номера | 10 |
| 33 | ИСм-1 | Датчик- потенциометр смещения грудной клетки | без номера | 44 |
| 34 | ИСм-2 | Датчик - потенциометр смещения колена | без номера | 19 |
| 35 | ИСм-2 | Датчик - потенциометр смещения колена | без номера | 20 |
| 36 | ИСм-2 | Датчик - потенциометр смещения колена | без номера | 53 |
| 37 | ИСм-2 | Датчик - потенциометр смещения колена | без номера | 54 |
| 38 | ИСм-3 | Датчик - потенциометр смещения ребра | 44704G | 04 |
| 39 | ИСм-3 | Датчик - потенциометр смещения ребра | 44702G | 05 |
| 40 | ИСм-3 | Датчик - потенциометр смещения ребра | 45036G | 06 |
Поверка
Поверка ИС осуществляется в соответствии с методикой поверки, изложенной в эксплуатационной документации: «Измерительная система для измерений при испытаниях транспортных средств на пассивную безопасность. Руководство по эксплуатации. И37.052.015-2006 РЭ» и согласованной с ФГУ «Ростест-Москва» в 2008 г.
Межповерочный интервал 1 год.
Основное оборудование для поверки:
1. Установка ударная поверочная УУП-1 первого разряда по ГОСТ 8.137 -84;
2. Машина образцовая силоизмерительная ОСМ 2-5 второго разряда по ГОСТ 8.065 -85;
3. Машина моментоизмерительная ОММ-2500, ПГ ± 0,1 %;
4. Штангенциркуль ШЦ-1-150-0,1, ПГ ± 0,1 мм.
5. Спецприспособление КМД.
6. Меры длины концевые плоскопараллельные набор №1 по ГОСТ 9038-90 4 разряда по МИ 2060-90.
Нормативные документы
ГОСТ 8.137-84 ГСИ Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений ускорения при ударном движении.
МИ 2060-90 ГСИ Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне Г10'5 ...50 м и длин волн в диапазоне 0,2...50 мкм.
ГОСТ 8.065-85 ГСИ Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы.
ГОСТ Р 8.541-86 ГСИ Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений крутящего момента силы.
ИСО 6487-80 Техника измерений в испытаниях на столкновение. Аппаратура.
ГОСТ Р 41.95-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении защиты водителя и пассажиров в случае бокового столкновения.
ГОСТ Р 41.94-99 Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении защиты водителя и пассажиров в случае лобового столкновения.
Техническая документация фирм - изготовителей.
Заключение
Измерительная система для измерений при испытаниях транспортных средств на пассивную безопасность ТИИС № 01 утверждена с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечена в эксплуатации согласно поверочным схемам.