Система измерительная СИ-ПТК/ТВ3-117. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Система измерительная СИ-ПТК/ТВ3-117

Основные
Тип
Зарегистрировано поверок 2

Назначение

Система измерительная СИ-ПТК/ТВ3-117 (далее - система) предназначена для измерений: давления воздуха (газов) и жидкостей; температуры, измеряемой термопреобразователями сопротивления, сопротивления постоянному току, соответствующего значениям температуры; крутящего момента силы; частоты электрических сигналов, соответствующей значениям частоты вращения роторов и значениям расхода топлива; расхода масла; напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К).

Описание

Принцип работы системы основан на измерении первичными измерительными преобразователями (ПИП) физических величин, преобразовании их в электрические сигналы, преобразовании электрических сигналов с помощью аппаратуры нижнего уровня в цифровой код и передаче цифровой информации на аппаратуру верхнего уровня, осуществляющую обработку, выдачу, хранение информации и ведение печатного протокола.

Конструктивно система включает в себя:

-    пять шкафов с аппаратурой нижнего уровня производства фирм «National Instrument» и «WAGO», включая: шкафы измерения давлений (ШД1, ШД2, ШД3); шкаф управления (ШУ ПТК); кроссовый шкаф (ШК ПТК);

-    автоматизированное рабочее место (АРМ), содержащее: компьютер промышленный; ЖК - монитор; принтер матричный;

-    комплект ПИП.

Комплект ПИП содержит:

-    преобразователи давления измерительные АИР-10L (регистрационный номер в Федеральном информационной фонде (далее - рег. №) 31654-14;

-    датчики давления Элемер-100 (рег. № 39492-08);

-    термопреобразователи сопротивления платиновые ТС-1288Э (рег. № 18131-09);

-    датчик весоизмерительный тензорезисторный RSCC С3/500 (рег. № 56974-14);

-    преобразователи расхода турбинные ТПР10 (рег. № 8326-04).

Шкафы ШУ ПТК, ШК ПТК и АРМ расположены в помещении кабины наблюдения, шкафы ТТТД1, ШД2, ШД3 и ПИП - в помещении испытательного бокса.

Аппаратура нижнего уровня соединена с ПИП линиями связи длиной до 30 м и с аппаратурой верхнего уровня через сетевой коммутатор линиями связи длиной до 30 м.

Структурная схема системы приведена на рисунке 1.

Функционально система состоит из измерительных каналов (ИК):

-    давления воздуха (газов) и жидкостей;

-    температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями сопротивления, и сопротивления постоянному току, соответствующего значениям температуры;

-    напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К);

-    частоты электрических сигналов, соответствующей значениям частоты вращения роторов;

-    расхода масла и частоты электрических сигналов, соответствующей значениям расхода топлива;

-    крутящего момента силы (КМС).

Принцип действия ИК давления воздуха (газов) и жидкостей основан на зависимости величины выходного электрического сигнала ПИП от значения воздействующего на чувствительный элемент измеряемого давления. Выходной электрический сигнал ПИП (сила постоянного тока от 4 до 20 мА) преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением по индивидуальной функции преобразования ИК измеренного значения давления.

Принцип действия ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями сопротивления, и сопротивления постоянному току, соответствующего значениям температуры, основан:

-    при измерении температуры с помощью термопреобразователей сопротивления - на зависимости изменения сопротивления термопреобразователей сопротивления (ТСП) от измеряемой температуры среды. Сопротивление постоянному току ТСП преобразуется АЦП системы в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим определением по индивидуальной функции преобразования ИК с учетом номинальной статической характеристики ТСП измеренного значения температуры;

-    при измерении сопротивления постоянному току - на преобразовании АЦП системы сопротивления постоянного тока ТСП, в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением с использованием индивидуальной функции преобразования ИК измеренного значения сопротивления постоянного тока.

Принцип действия ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К), основан на преобразовании АЦП системы напряжения постоянного тока, создаваемого термоэлектрическим преобразователями, в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением с использованием индивидуальной функции преобразования ИК измеренного значения напряжения постоянного тока.

Принцип действия ИК частоты электрических сигналов, соответствующей значениям частоты вращения роторов, основан на преобразовании АЦП системы электрических сигналов напряжения переменного электрического тока ПИП в цифровой код, поступающий в ПК, с последующим вычислением по программе измеряемой частоты электрических сигналов, соответствующей частоте вращения роторов.

Принцип действия ИК расхода масла и частоты электрических сигналов, соответствующей значениям расхода топлива, основан:

-    при измерении расхода масла - на преобразовании расхода масла турбинным преобразователем расхода (ТПР) в частоту электрического сигнала. Электрический сигнал с выхода ТПР поступает на вход АЦП системы, преобразуется в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением частоты электрического сигнала и расхода масла с учетом индивидуальных функций преобразования ТПР;

-    при измерении частоты электрических сигналов - на преобразовании АЦП системы электрических сигналов напряжения переменного электрического тока ПИП в цифровой код, поступающий в ПК, с последующим вычислением по программе измеряемой частоты электрических сигналов, соответствующей расходу топлива.

Принцип действия ИК КМС основан на преобразовании КМС в тормозной КМС, приложенный к корпусу гидротормоза. Этот момент воздействует через рычаг на тензорези-сторный датчик силы. Электрическое напряжение разбаланса тензомоста датчика силы поступает на вход цифрового весового индикатора, который преобразует напряжение в цифровой код, поступающий в ПК, с последующим вычислением КМС с учетом индивидуальной функции преобразования ИК.

Внешний вид и внутреннее устройство шкафов с аппаратурой нижнего уровня с указанием мест пломбировки (МП) от несанкционированного доступа к системе и нанесения знаков утверждения типа (ЗТ) и поверки (ЗП) представлены на рисунках 2 - 6.

Внешний вид АРМ представлен на рисунке 7.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) состоит из системного, прикладного, инструментального и вспомогательного ПО, ориентированного на работу под управлением операционной системы Microsoft Windows Server 2008 R2 Standard и среды исполнения LabVIEW Run-Time. ПО разработано с использованием инструментальной среды LabVIEW.

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

Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Наименование

ПО

Значение

управляющая

программа

основного

контроллера

управляющая

программа

аварийного

контроллера

программа обмена данными с основным контроллером

программа математической обработки вычислительных каналов

программа архивирования измеряемых данных

Идентификационное наименование ПО

10.1.5.15/-/ startup, rtexe

10.1.5.16/-/

startup.rtexe

core.exe

formuls.exe

Write_db.exe

Номер версии (идентиф икаци-онный номер) ПО

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

Цифровой

идентификатор

ПО

deb098b705d

2666aeb1582

04е5е54е45

c96fa48a81313

bbff12657efd8

4a29e9

e251cae4fc3e5f

d4718481f7006

bdd10

ca9bc7b7f61df

c1ca84al8a379

539b6c

d852075a6f33

e57b65f8b1d9

dc59b6c3

Продолжение таблицы 1

Значение

Наименование

программа

программа

программа

программа

программа

ПО

метрологиче

просмотра

проверки

верификации

авторизации

ского

архивных

аналоговых

программного

пользователя

исследования

данных

и дискретных

обеспечения

вычисли

входных/

тельных

выходных

каналов

сигналов

Идентификационное наименование ПО

Metrology

VK.exe

View DB.exe

Test_system.exe

verif.exe

login.exe

Номер версии (идентиф икаци-

онный номер)

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

ПО

Цифровой

c0853a43f86e

5ef55d42c226

d4f7854439b78

f7d1f4b3eea06

1aec5079319

идентификатор

acb5e5de178

531ad632015f

c7cc8600ea7a0f

473c98949a377

92dce4130c6

ПО

e9fcfe313

0292cc2b

e3af0

4b09b0

23e9078dc8

Продолжение таблицы 1

Наименование

ПО

Значение

программа

администри

рования

пользовате

лей

программа

просмотра

событий

Идентификационное наименование ПО

Admin

users.exe

Events.exe

Номер версии (идентиф икаци-онный номер) ПО

1.0

1.0

Цифровой идентификатор ПО

77b0ede62dd

165f568795b

4db99af3a6

662e4bd2b49c

7a81fc3f64ebbf

649db8

Технические характеристики

приведены в таблицах 2 - 4.

Характеристики ИК

Состав ИК

Наименование

Коли-

Диапазон измерений

Пределы

ПИ

П

Вторичная часть ИК

ИК

чество

ИК

допускаемой погрешности (нормированы для рабочих условий)

тип

пределы

допускаемой

основной

погрешности

тип аппаратуры

пределы

допускаемой

основной

погрешности

ИК давления воздуха (газов) и жидкостей

1

6

2

2

Избыточное давление жидкостей: от 0 до 0, 25 МПа от 0 до 0,4 МПа от 0 до 0,6 МПа от 0 до 6 МПа

±1,0 % (y от ВП)*

Преобразователи давления измерительные

АИР-10Ь -ДИ

±0,25 % (Y от ВП)

Базовый контроллер узла сети EtherCAT WAGO 750-354. Модули АЦП WAGO 750-474 2AI 4-20 mA

±0,2 % (Y от ВП)

1

5

Избыточное давление (разрежение) жидкостей:

от -0,029 до +0,029 МПа от -0,098 до +0,058 МПа

±1,0 % (y от НЗ** 58842 Па)

±1,0 % (y от НЗ 156912 Па)

Датчики

давления

Элемер-100-

ДИВ

±0,25 % (Y от ВП)

Базовый контроллер узла сети EtherCAT WAGO 750-354. Модули АЦП WAGO 750-474 2AI 4-20 mA

±0,2 % (Y от ВП)

1

2

5

3

1

Избыточное давление воздуха (газов): от 0 до 0,1 МПа от 0 до 0,25 МПа от 0 до 0,4 МПа от 0 до 0,6 МПа от 0 до 1,6 МПа

±0,5 % (y от ВП)

Преобразователи давления измерительные

АИР-10Ь-ДИ

±0,25 % (Y от ВП)

Базовый контроллер узла сети EtherCAT WAGO 750-354. Модули АЦП WAGO 750-474 2AI 4-20 mA

±0,2 % (Y от ВП)

Здесь и далее в таблицах 2 и 3:

* у от ВП - приведенная к верхнему пределу измерений погрешность ** у от НЗ - приведенная к нормированному значению (НЗ) погрешность

Характеристики ИК

Состав ИК

Наименование

ИК

Коли

чество

ИК

Диапазон измерений

Пределы допускаемой погрешности (нормированы для рабочих условий)

ПИ

П

Вторичная часть ИК

тип

пределы

допускаемой

основной

погрешности

тип аппаратуры

пределы

допускаемой

основной

погрешности

ИК давления воздуха (газов)и жидкостей

1

Избыточное давление (разрежение) воздуха: от -0,098 до +0,058 МПа

±0,5 % (у от НЗ 156912 Па)

Датчик

давления

Элемер-100-

ДИВ

±0,25 % (у от ВП)

Базовый контроллер узла сети EtherCAT WAGO 750-354. Модули АЦП WAGO 750-474 2AI 4-20 mА

±0,2 % (у от ВП)

1

Абсолютное давление воздуха:

от 0 до 0,160 МПа

±0,5 % (у от ВП)

Преобразователь давления измерительный

АИР-10L-ДА

±0,25 % (у от ВП)

±0,2 % (у от ВП)

2

2

2

Разность давлений воздуха: от 0 до 0,6 кПа от 0 до 6 кПа от 0 до 17,6 кПа

±50 Па (Д)*

±0,5 % (у от ВП) ±0,5 % (у от ВП)

Датчики

давления

Элемер-100-ДД

±0,25 % (у от ВП)

±0,2 % (у от ВП)

ИК расхода масла и частоты электрических сигналов, соответствующей значениям расхода топлива (в части

измерений расхода масла)

1

от 21 до 28 л/мин

±1,0 % (у от ВП)

Преобразователь расхода турбинный ТПР10

±0,45 % (5)

Модуль измерения оборотов АТ4.152.004. Контроллер CompactRIO-NI 9022 Real time PowerPC Embedded.

±0,05 % (у от ВП)

Здесь и далее в таблице 2:

* Д - абсолютная погрешность

Характеристики ИК

Состав ИК

Наименование

ИК

Ко-

личе-

ство

ИК

Диапазон измерений

Пределы допускаемой погрешности (нормированы для рабочих условий)

П

ИП

Вторичная часть ИК

Тип

Пределы

допускаемой

основной

погрешности

Тип аппаратуры

Пределы

допускаемой

основной

погрешности

ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями сопротивления, и сопротивления постоянному току, соответствующего значениям температуры (в части измерений температуры термопреобразователями)

2

2

5

4

Температура рабочих жидкостей: от -40 до +50 оС от 0 до +100 0С от 0 до +150 0С от 0 до +200 оС

±1,5 % (у от НЗ 90 оС) ±1,5 % (у от ВП)

±1,5 % (у от ВП)

±1,5 % (у от ВП)

Термометры сопротивления из платины ТС 1288Э

Класс допуска В по ГОСТ 6651-2009

Базовый контроллер узла сети EtherCAT WAGO 750-354. Модули АЦП WAGO 750-461 2Al Pt100/RTD. Контроллер CompactRIO-NI 9022 Real time PowerPC Embedded

±0,2 % (у от ВП)

4

1

Температура воздуха: от -40 до -60 ооС от 0 до +300 оС

±0,5 % (5)*

±1,5 % (у от ВП)

Термометры сопротивления из платины ТС 1288Э

Класс допуска А по ГОСТ 6651-2009

Контроллер CompactRIO-NI 9022 Real time PowerPC Embedded

±0,2 % (у от ВП)

ИК крутящего момента силы

1

от 0 до 1961 Нм

±0,5 % (у от ВП= 980,5 Н м) в поддиапазоне от 0 до 980,5 Нм ±0,5 % (5) в поддиапазоне свыше 980,5 до 1961 Нм

Датчик ве-соизмери-тельный тензорези-сторный RSCC С3/500

±0,02 %

(у от ВП= 4903,5 Нм)

Контроллер CompactRIO-NI 9022 Real time PowerPC Embedded

± 0,0 % (передача измерительной информации в коде)

Здесь и далее в таблице 2:

* 5 - относительная погрешность

Наименование ИК

Ко-

личе-

ство

ИК

Диапазон измерений (диапазон показаний на дисплее системы)

Источник сигнала на входе ИК

Тип аппаратуры ИК

Пределы допускаемой основной погрешности ИК*

ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями сопротивления, и сопротивления постоянному току,

2

1

от 0 до +100 0С от 0 до +150 оС

Термопре-образова-тели сопротивления платиновые по ГОСТ 6651-2009

Базовый контроллер узла сети EtherCAT WAGO 750-354. Модули АЦП WAGO 750-461 2Al Pt100/RTD Контроллер Compact-RIO-NI 9022 Real time PowerPC Embedded

±0,3 % (у от ВП)

соответствующего значениям температуры (в части измерений сопротивления постоянному току)

2

от 0 до +80 оС

Термопре-образова-тели сопротивления платиновые по ГОСТ 6651-2009

Преобразователи измерительные: MINI MCR-SL-РТ100-UI-SP-NC, PHOENIX CONTACT.

Контроллер Compact-RIO-NI_9022 Real time PowerPC Embedded

±0,3 % (Y от ВП)

ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой термоэлектрическими преобразователями

ха(к)

4

от 0 до +1000 оС

Термоэлектрические преобразователи ТХА(К) по ГОСТ Р 8.585-2001

Преобразователи измерительные: MINI MCR-SL-TC-UI-NC, PHOENIX CONTACT. Контроллер Compact-RIO-NI_9022 Real time PowerPC Embedded

±0,2 % (Y от ВП)

ИК частоты электрических сигналов, соответствующей значениям частоты вращения роторов

1

Частота переменного тока, соответствующая значениям частоты вращения ротора турбокомпрессора: от 10 до 100 Гц

Датчик

частоты

вращения

ротора

Д-2М

(Д-2-3)

Модуль измерения оборотов АТ4.152.004. Контроллер Compact-RIO-9022 Real time PowerPC Embedded

±0,15 % (Y от ВП)

2

Частота переменного тока, соответствующая значениям частоты вращения ротора свободной турбины: от 100 до 900 Гц

Датчик

магнитоин-

дукцион-

ный

ДТА-10

±0,15 % (Y от ВП)

* Пределы допускаемой основной погрешности ИК приведены в таблице 3 без учета погрешностей ПИП

Наименование ИК

Ко-

личе-

ство

ИК

Диапазон измерений (диапазон показаний на дисплее системы)

Источник сигнала на входе ИК

Тип аппаратуры ИК

Пределы допускаемой основной погрешности ИК

ИК расхода масла и частоты электрических сигналов, соответствующей значениям расхода топлива (в части измерений частоты электрических сигналов)

2

от 40 до 600 кг/ч

Преобразо

ватель

расхода

турбинный

FT8-8

Модуль измерения оборотов АТ4.152.004. Контроллер CompactRIO-9022 Real time PowerPC Embedded

±0,15 % (у от ВП)

Таблица 4 - Технические характеристики системы

Наименование характеристики

Значение

Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более:

шкаф ШУ ПТК

шкаф ШК ПТК

шкаф ШД1

шкаф ШД2

шкаф ШД3

компьютер промышленный 6AG4104-3HP32-2FA6 SIMATIC IPC547D принтер матричный EPSON FX-2190 монитор 27" DELL Р2714Ш

405 х 606 х 2000 405 х 606 х 2000 300 х 800 х 1000 300 х 800 х 1000 300 х 800 х 1000 450 х 440 х 180 590 х 350 х 160 45 х 470 х 380

Суммарная масса системы, кг, не более

500

Параметры электропитания: напряжение переменного тока, В частота переменного тока, Гц

от 198 до 242 от 49 до 51

Потребляемая мощность, В А, не более

1500

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом и в виде наклейки на лицевую панель шкафов с аппаратурой.

Комплектность

Комплект поставки системы приведен в таблице 5.

Таблица 5 - Комплект поставки

Наименование

Обозначение

Количество

Примечание

1 Система измерительная в составе

СИ-ПТК/ТВ3-117

1.1 Комплект ПИП:

- преобразователь давления измерительный

АИР-10L

25

- датчик давления

Элемер-100

13

Испытатель-

- термопреобразователь сопротивления

ный бокс

платиновый

ТС-1288Э

16

- датчик весоизмерительный тензорезисторный

RSCC С3/500

1

- преобразователь расхода турбинный

ТПР10

1

Наименование

Обозначение

Количество

Примечание

1.2 Контроллер

CompactRIO-NI 9022 Real time PowerPC Embedded

2

Кабина наблюдения (ШУ ПТК)

1.3 Преобразователь измерительный с термоэлементом

MINI MCR-SL-TC-UI-NC, PHOENIX CONTACT

4

Кабина наблюдения (ШУ ПТК)

1.4 Преобразователь измерительный с термоэлементом

MINI MCR-SL-РТ100-UI-SP-NC, PHOENIX CONTACT

2

1.5 Модуль измерения оборотов

АТ4.152.004

6

1.6 Весовой индикатор

WE 2110 (HBM)

1

1.7 Базовый контроллер узла сети

EtherCAT WAGO 750-354

2

Кабина наблюдения (ШК ПТК)

1.8 Модуль

WAGO 750-461 2Al Pt100/RTD

16

1.9 Базовый контроллер узла сети

EtherCAT WAGO 750-354

3

Испытательный бокс -шкафы ШД1, ШД2, ШД3

1.10 Модуль

WAGO 750-474 2AI 4-20 шА

33

1.11 Цифровой весовой индикатор

WE 2110 (НВМ)

1

Кабина

наблюдения

(АРМ)

1.12 Компьютер промышленный

6AG4104-

3HP32-2FA6

SIMATIC

IPC547D

1

1.13 Монитор 27"

DELL Р2714Нс

1

1.14 Принтер матричный

EPSON FX-2190

1

1.15 Блок бесперебойного питания

NETYS-RT7000

1

1.16 Стандартное и специальное программное обеспечение:

-    OC - Windows Server 2008 R2;

-    среда исполнения - LabVIEW Run-Time 2014;

-    среда разработки - LabVIEW Professional Development System 2014;

-    управляющая программы основного контроллера;

-    управляющая программы аварийного контроллера;

-    комплекс программ контроля и управления

1

2 Система измерительная СИ-ПТК/ТВ3-117. Руководство по эксплуатации

У6894-4800 РЭ

1

Наименование

Обозначение

Количество

Примечание

3 Система измерительная СИ-ПТК/ТВ3-117. Руководство пользователя

У6894-4800 РП

1

4 Система измерительная СИ-ПТК/ТВ3-117. Формуляр

У6894-4800 ФО

1

5 Система измерительная СИ-ПТК/ТВ3-117. Методика поверки

У6894-4800 МП

1

Поверка

осуществляется по документу У6894-4800 МП «Инструкция. Система измерительная СИ-ПТК/ТВ3-117. Методика поверки», утвержденному ФГБУ «ГНМЦ» Минобороны России

02 февраля 2017 г.

Основные средства поверки:

-    калибратор многофункциональный DPI 620 с модулями давления РМ620 (рег. № 60401-15);

-    калибратор температуры Fluke серии 500 модель 518 (рег. № 22247-01);

-    гири по ГОСТ OIML R 111-1-2009, класс М1.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемой системы с требуемой точностью.

Знак поверки наносится в виде наклейки на свидетельство о поверке и на корпуса шкафов с аппаратурой нижнего уровня ШУ ПТК, ШК ПТК, Ш1, Ш2, Ш3.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационной документации.

Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерительной СИ-ПТК/ТВ3-117

ГОСТ 14014-91 Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты

ГОСТ 8.022-91 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 110-16 до 30 А

ГОСТ Р 8.764-2011 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления

ГОСТ 8.027-2001 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы

ГОСТ 8.142-2013. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массового и объемного расхода (массы и объема) жидкости

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

ГОСТ 8.187-76 ГСИ. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений разности давлений в диапазоне до 4104 Па

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

ГОСТ 8.640-2014 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений силы ОСТ 1 01021-93 ОСИ. Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования

Развернуть полное описание