Система измерительная стенда Р-0442

Назначение

Система измерительная стенда Р-0442 (далее - СИС) предназначена для измерений параметров главных вертолетных редукторов ВР-380/382: давления, температуры, крутящего момента силы, частоты вращения, силы, расхода, электрической мощности.

Описание

Принцип действия СИС основан на преобразовании аналоговых электрических сигналов, поступающих с первичных измерительных преобразователей в цифровой код, с последующим вычислением, регистрацией и отображением значений измеряемых физических величин на мониторе СИС.

СИС состоит из измерительных каналов (ИК).

Принцип действия ИК давления основан на преобразовании аналогового сигнала от датчика давления в цифровой код, с последующим вычислением в модуле контроллера значений измеряемого давления и отображением результатов измерений на мониторе СИС.

Принцип действия ИК температуры основан на преобразовании значения сопротивления (для термопреобразователей сопротивления) или термоэлектродвижущей силы (для термопар) в цифровой код, с последующим вычислением в модуле контроллера значений измеряемой температуры и отображением результатов измерений на мониторе СИС.

Принцип действия ИК крутящего момента силы основан на преобразовании аналогового сигнала от датчика крутящего момента силы в цифровой код, с последующим вычислением в модуле контроллера значений крутящего момента силы и отображением результатов измерений на мониторе СИС.

Принцип действия ИК частоты вращения основан на преобразовании аналогового сигнала от индукционного датчика частоты вращения в цифровой код, с промежуточным преобразованием сигнала индукционного датчика в аналоговый сигнал, и с последующим вычислением в модуле контроллера значений частоты вращения и отображением результатов измерений на мониторе СИС.

Принцип действия ИК силы основан на преобразовании аналогового сигнала от датчика силоизмерительного в цифровой код, с последующим вычислением в модуле контроллера значений силы и отображением результатов измерений на мониторе СИС. При этом, принцип действия датчика силоизмерительного основан на изменении электрического сопротивления тензорезисторов соединенных по мостовой схеме при их деформации, возникающей под действием прилагаемой силы. Изменение электрического сопротивления вызывает разбаланс мостовой схемы и появление в диагонали моста аналогового электрического сигнала, изменяющегося пропорционально приложенной силе. Аналоговый электрический сигнал разбаланса моста поступает в электронный блок панели управления для аналого-цифрового преобразования, обработки и индикации результата измерений приложенной к опорному блоку силы на персональном компьютере.

Принцип действия ИК расхода масла основан на преобразовании аналогового сигнала от датчика расхода в цифровой код, с последующим вычислением в модуле контроллера значений расхода масла и отображением результатов измерений на мониторе СИС.

Принцип действия ИК электрической мощности генераторов основан на преобразовании в измерителе мощности многофункциональном РМ810М0 сигнала напряжения переменного электрического тока электрической цепи генераторов стенда и сигнала силы переменного электрического тока от трансформатора тока ТФ1, подключенного к этой же электрической цепи, в цифровой код и вычислении значений электрической мощности, с последующей передачей измерительной информации в модуль контроллера и отображением результатов измерений на мониторе СИС.

Функционально в состав СИС входят следующие ИК:

-    ИК избыточного давления - 17 шт.;

-    ИК температуры - 36 шт.;

-    ИК крутящего момента силы - 6 шт.;

-    ИК частоты вращения - 4 шт.;

-    ИК силы - 6 шт.;

-    ИК расхода масла - 1 шт;

-    ИК электрической мощности генераторов - 2 шт.

Конструктивно СИС состоит из первичных измерительных преобразователей, размещённых в соответствующих узлах стенда, соединенных кабелями со шкафами измерительными и рабочим местом оператора.

Измерительный шкаф +ТС-Х1 СИС включает в себя следующие устройства:

-    шасси Wago 750-352;

-    2 модуля измерительных 8-канальных Wago 750-474 для подключения первичных преобразователей частоты вращения входных валов;

-    3 модуля измерительных 8-канальных Wago 750-474 для подключения первичных преобразователей давления масла в испытуемом образце;

-    3 модуля измерительных 2-канальных Wago 750-461 для подключения первичных преобразователей температуры масла в испытуемом образце;

-    6 модулей измерительных Wago 750-469 для подключения термосопротивлений.

Измерительный шкаф +660-T2 СИС включает в себя 2 измерительных 2-канальных

модуля Wago-474 для подключения первичных преобразователей давления масла за гидравлическими насосами, установленными на испытуемом образце.

Измерительный шкаф +Н3 включает в себя:

-    контроллер Quantum 140CPU65260;

-    6 нормирующих усилителей HBM RM4220 для подключения первичных преобразователей силы;

-    2 модуля аналогового ввода Quantum Modicon.

Электрические шкафы +T5 и +Т6 содержат 6 трансформаторов тока измерительных ТФ1, 200/1 A (рег. № 20466-00) для преобразования сигнала переменного тока цепи двух 3-х фазных генераторов ГТ60ПЧ8Б и 2 измерителя электрической мощности РМ810MG (рег. № 50245-12) с индикацией электрической мощности этих цепей.

Нагрузочное устройство вала несущего винта состоит из опорного блока со встроенным соединительным валом, вращающимся на шаровых подшипниках без трения. Верхняя сторона этого вала соединена с карданным валом, а нижняя часть отфрезерована под соединительный фланец с помощью зубцов. Верхняя часть карданного вала присоединена к шейке входного вала верхнего редуктора.

Опорный блок подсоединен к четырем вертикальным гидравлическим цилиндрам и двум горизонтальным гидравлическим цилиндрам. Каждый гидравлический цилиндр оснащен датчиком силоизмерительным. Силовводящие элементы датчиков силоизмерительных обеспечивают условия силовведения и монтажа гидравлических цилиндров к опорному блоку.

Программное обеспечение СИС стенда по результатам измерений шести датчиков силоизмерительных позволяет рассчитать:

-    вертикальную силу на валу несущего винта главного редуктора;

-    изгибающий момент на валу несущего винта главного редуктора;

-    перерезывающую силу на валу несущего винта главного редуктора.

Для удалённого доступа предназначено рабочее место оператора с персональным компьютером с операционной системой Windows 7 и подключенными к нему клавиатурой, манипулятором типа «мышь» и монитором.

Общий вид шкафов измерительной системы и рабочего места оператора приведен на рисунках 1 и 2, соответственно.

Таблица 1 - Перечень и внешний вид устройств, входящих в состав СИС

Результаты измерений ИК СИС отображаются на мониторе рабочего места оператора. Пломбирование шкафов и блоков, входящих в состав СИС не предусмотрено.

Защита от несанкционированного доступа к изменению управляющей программы внутри контроллера предусмотрена в виде ключа доступа на передней панели контроллера Quantum Modicon (рисунок 3). При положении ключа “Lock” невозможно переписать или заменить управляющую программу внутри контроллера.

Рисунок 3 - Ключ доступа

Программное обеспечение

Метрологически значимая часть программного обеспечения (ПО) СИС находится в файлах UnityXL.exe и View.exe.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО

Метрологически значимая часть ПО СИС и измеренные данные достаточно защищены с помощью средств защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Защита ПО реализуется за счет:

-    отсутствия возможности удаленного доступа к ПО через интерфейсы обмена с внешними подсистемами;

-    ограничения физического доступа к ИК СИС (доступ в помещение, доступ в шкаф -специальный ключ);

-    доступа к ПО по паролю;

-    отсутствие возможности изменения ПО без специализированной инструментальной среды разработки, доступ к которой осуществляется по паролю.

Технические характеристики

Таблица 3 - Метрологические характеристики

Таблица 4 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на таблички технических данных шкафов и блоков СИС методом наклейки и на титульный лист документа «Система измерительная стенда Р-0442. Паспорт. СИС Р-0442 ПС» типографским способом.

Комплектность

Таблица 5 - Комплектность СИС

Поверка

осуществляется по документу МП-206-0017-2017 «Система измерительная стенда Р-0442. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 30 мая 2017 г.

Основные средства поверки:

-    мегаомметр Е6-24/1, рег. № 47135-11 испытательное напряжение: 100, 250, 500, 1000 В, диапазон измерений сопротивления от 0,01 до 999 МОм, пределы относительной погрешности измерений сопротивления 5 = ±(3 % +3 е.м.р.);

-    преобразователь давления эталонный ПДЭ-010И-ДИ-160-В, рег. № 33587-12, диапазон измерений избыточного давления от 0 до 2,5 МПа, предел допускаемой основной относительной погрешности измерений ±0,05 %;

-    преобразователь давления эталонный ПДЭ-010И-ДИ-190-В, рег. № 33587-12, диапазон измерений избыточного давления от 0 до 60 МПа, предел допускаемой основной относительной погрешности измерений ±0,05 %;

-    датчик крутящего момента силы TB2, рег. № 50768-12, диапазон измерений крутящего момента силы ±5000 Н м, предел приведенной погрешности измерений ±0,03 %;

-    усилитель измерительный MGCplus с модулем ML30B, рег. № 19298-14, класс точности

0,03;

-    термометр сопротивления эталонный ЭТС-100, рег. № 19916-10, диапазон измерений температуры от 0 до 660,323 °С, абсолютная погрешность измерений от ±0,02 до ±0,04 °С;

-    измеритель температуры двухканальный прецизионный МИТ 2.05, рег. № 46432-11, диапазон измерений температуры (при подкл. ТС 100 Ом) от минус 200 до +500 °С, Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности при изм. температуры ±(0,004 + 10-5 t) °C;

-    тахометр универсальный цифровой Testo 470, рег. № 32471-06, диапазон измеряемой частоты вращения, от 1 до 99999 об/мин, предел допускаемой абсолютной погрешности

(1+2 • 10-4F);

-    генератор сигналов низкочастотный прецизионный Г3-110, рег. № 5460-76, диапазон воспроизводимых частот от 0,01 Гц до 2 МГц, основная погрешность установки частоты

±3 10-7f Гц;

-    гидравлическая силовоспроизводящая установка Р-0442-790 3-го разряда по ГОСТ 8.640-2014, с диапазоном измерений от 5 кН до 250 кН и пределом допускаемых значений доверительных границ относительной суммарной погрешности 0,2 % при доверительной вероятности 0,95;

-    средства поверки преобразователей расхода турбинных ТПР14-2-1 (рег. № 8326-04), входящих в состав ИК СИС в соответствии с методикой их поверки;

-    средства поверки трансформаторов тока ТФ1, 200/1 A (рег. № 20466-00), входящих в состав ИК СИС в соответствии с методикой их поверки;

-    средства поверки измерителей мощности многофункциональных РМ810MG (рег. № 50245-12), входящих в состав ИК СИС в соответствии с методикой их поверки.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых ИК СИС с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на боковину измерительного шкафа +Н3 с внутренней стороны, как показано на рисунке 1, а также на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения

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

ГОСТ 8.640-2014 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений силы ГОСТ Р 8.752-2011 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений крутящего момента силы

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

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

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

Техническая документация изготовителя