Системы информационно-измерительные мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-200
- ЗАО "НПЦ "МЕРА", г.Королев
- ГОСРЕЕСТР СИ РФ:89539-23
Назначение
Системы информационно-измерительные мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-200 (далее - Системы, ИИС АПД-200) предназначены для измерений: крутящего момента силы; частоты вращения валов двигателя; расхода топлива; прокачки масла; температуры поверхностей, газообразных и жидких сред; абсолютного и избыточного давлений газообразных и жидких сред; относительной влажности воздуха; виброскоростей; напряжения и силы постоянного тока; а также для отображения результатов измерений и расчетных величин и их регистрации в ходе проведения испытаний поршневых двигателей.
Описание
Принцип действия ИИС АПД-200 основан на преобразовании измеряемых величин первичными преобразователями в электрические величины и передаче их через коммуникационные элементы от первичных преобразователей в измерительные модули для цифрового преобразования с последующей передачей для отображения и регистрации средствами вычислительной техники на станции сбора данных.
Конструктивно ИИС АПД-200 состоит из: стойки приборной, шкафа кроссировочного, станции сбора данных, комплекта первичных измерительных преобразователей (ПИП), комплекта кабелей.
Функционально ИИС АПД-200 включает в себя измерительные каналы (ИК) физических величин, состоящих из первичных измерительных преобразователей (ПИП), преобразующих измеряемые параметры в электрические величины, функционально связанные с измеряемыми физическими величинами, с последующим преобразованием, нормализацией и передачей их через коммуникационные элементы в измерительные модули комплекса измерительно-вычислительного MIC-236 для цифрового преобразования и регистрации измеренных величин с последующей передачей для отображения средствами вычислительной техники на станции сбора данных.
ИИС АПД-200 реализует следующие ИК:
- ИК крутящего момента силы;
- ИК частот вращения валов двигателя;
- ИК расхода топлива;
- ИК прокачки масла;
- ИК абсолютных и избыточных давлений газообразных и жидких сред;
- ИК температур в диапазоне преобразования ПИП термоэлектрического типа;
- ИК температур в диапазоне преобразования ПИП терморезистивного типа;
- ИК СКЗ виброскорости;
- ИК напряжения постоянного тока;
- ИК силы постоянного тока;
- ИК температуры и относительной влажности атмосферного воздуха.
Принцип действия ИК крутящего момента силы основан на формировании ПИП МА20500 электрического сигнала, пропорционального моменту крутящему силы, с последующим преобразованием этого сигнала блоком Т42 в цифровую форму и передачей цифровых кодов через преобразователь интерфейсов MOXA IANport 5450А и локальную сеть в станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК частот вращения валов двигателя основан на передаче измерительного сигнала от преобразователя частоты вращения МЭД-1 в виде изменения частоты прямоугольных импульсов на модуль АЦП MR-452 в MIC-236 для преобразования в цифровой код с последующей передачей на станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК массового расхода топлива основан на формировании измерительного сигнала преобразователем расхода массового Rheonik RHM02L кориолисовского, переводе сигнала измерительным преобразователем Rheonik RHE26 в цифровую форму и передаче кодов через преобразователь интерфейсов MOXA IANport 5450А и локальную сеть в станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК расхода объемного (прокачки) масла основан на передаче измерительного сигнала от преобразователя расхода объемного ТПРГ20-8-1 в виде изменения частоты переменного тока через нормализатор сигналов МЕ-402 на модуль MR-452 в MIC-236 для преобразования в цифровой код с последующей передачей на станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК абсолютных и избыточных давлений газообразных и жидких сред основан на передаче измерительного сигнала от преобразователей давлений МИДА в виде изменения токового сигнала на модуль АЦП MR-114C2 в MIC-236 для преобразования в цифровой код с последующей передачей на станцию сбора данных для отображения и регистрации; ИК барометрического давления реализован с помощью барометра рабочего сетевого БРС-1М цифровой сигнал с которого поступает через преобразователь интерфейсов MOXA IANport 5450А и локальную сеть в станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК температуры в диапазоне преобразования ПИП термоэлектрического типа основан на передаче измерительного сигнала от термоэлектрических преобразователей КТХА в виде изменения напряжения постоянного тока на модуль аналогового ввода ОВЕН МВ210-101 и далее, в виде цифрового кода через преобразователь интерфейсов MOXA IANport 5450А и локальную сеть в станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК температуры в диапазоне преобразования ПИП терморезистивного типа (термометров сопротивления) основан на передаче измерительного сигнала от термопреобразователей сопротивления в виде изменения величины сопротивления на модуль MR-227R5 в MIC-236 для преобразования в цифровой код с последующей передачей на станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК СКЗ виброскорости основан на передаче измерительного сигнала от преобразователя виброскорости AV02-01-0,08 в виде изменения величины постоянного тока на модуль MR-114C2 в MIC-236 для преобразования в цифровой код с последующей передачей на станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК напряжения постоянного тока основан на передаче сигнала с выхода генератора на модуль MR-227U2 в MIC-236 для преобразования в цифровой код с последующей передачей на станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК силы постоянного тока основан на передаче измерительного сигнала от преобразователя силы тока измерительного ПИТ-150-У-4/20-Б14 в виде изменения токового сигнала на модуль АЦП MR-114C2 в MIC-236 для преобразования в цифровой код с последующей передачей на станцию сбора данных для отображения и регистрации;
Принцип действия ИК температуры и относительной влажности атмосферного воздуха основан на передаче измерительного сигнала от термогигрометра ИВТМ-7 в виде цифрового кода через преобразователь интерфейсов MOXA IANport 5450А и локальную сеть в станцию сбора данных для отображения и регистрации.
По условиям эксплуатации системы удовлетворяют требованиям гр. УХЛ 4.2 по ГОСТ 15150-69 с диапазоном рабочих температур от 10 до 30 °С, относительной влажностью окружающего воздуха от 30 до 80 % при температуре 25 °С и атмосферным давлением от 84 до 106 кПа без предъявления требований по механическим воздействиям.
Заводские номера (001 и 002) указываются в формулярах МБДА.2761.0301.000 ФО и МБДА.2761.0302.000 ФО и наносятся на идентификационные таблички (маркировочные знаки изготовителя), расположенные на верхних левых частях шкафов коммутационных (рисунок 2).
Нанесение знака поверки на ИИС АПД-200 не предусмотрено.
Защита от несанкционированного доступа к компонентам Систем обеспечивается:
- ограничением доступа к месту установки систем;
- запиранием стойки (рисунок 2);
- запиранием ключом замка на дверях стойки приборной (рисунок 4);
- запиранием ключом замка на дверях шкафа кроссировочного (рисунок 3);
О бщий вид составных частей средства измерений представлен на рисунках 1-4.
Рисунок 1 - Станция сбора данных и отображения. Вид общий
Система автоматизированная " информационно-измерительная для винтового стенда, предназначенного для испытаний поршневых двигателей мощностью до 200л.с.
БЛИЖ.401202.100.613
Гад выпуска 2020 <Х
Шкаф коммутационный БЛИЖ.408320.136.177
Xz Зав. № 281302 Год выпуска 2020
Рисунок 2 - Информационные таблички
Информационные таблички
Рисунок 3 - Стойка приборная ИИС АПД- Рисунок 4 - Стойка приборная ИИС АПД-200. Вид общий 200. Вид общий
Места запирания
Программное обеспечение
Включает общее и функциональное программное обеспечение (ПО).
В состав общего ПО входит операционная система Windows 10 «Pro» (64-разрядная). Функциональное программное обеспечение представлено программой управления комплексом MIC «Recorder».
В программе управления комплексом MIC «Recorder» метрологически значимой частью ПО является метрологический модуль scales.dll (таблица 1).
Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077- 2014.
Таблица 1- Идентификационные данные функционального ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | scales.dll |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0.0.8 |
| Цифровой идентификатор ПО | 24CBC163 |
| Алгоритм вычисления идентификатора ПО | CRC32 по IEEE 1059-1993 |
Технические характеристики
Метрологические характеристики (МХ) ИК ИИС АПД-200 приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Метрологические характеристики ИИС АПД-200
| Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов) | Измеряемые величины | Диапазон измерений (показаний) | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во ИК |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Крутящий момент силы | Крутящий момент силы | от 50 до 1000 Н^м* | у: ± 0,5 % от ВП в диапазоне от 0 до 250 Н^м; 6: ± 0,5 % от ИЗ в диапазоне от 250 до 1000 Н^м | 1 |
| от 60 до 1200 Н^м** | у: ± 0,5 % от ВП в диапазоне от 60 до 300 Н^м; 6: ± 0,5 % от ИЗ в диапазоне от 300 до 1200 Н^м | |||
| Частота вращения вала двигателя | Частота вращения | от 120 до 6000 об/мин | 6: ± 0,2 % от ИЗ | 1 |
| Расход топлива | Массовый расход | от 6 до 120 кг/ч | 6: ± 0,5 % от ИЗ | 1 |
| Прокачка масла | Объемный расход | от 10 до 140 л/мин | у: ± 3,0 % от ВП | 1 |
| Давление (избыточное) масла | Избыточное давление | от 0 до 1,0 МПа | у: ± 1,0 % от ВП | 2 |
| Давление (избыточное) топлива | от 0 до 0,6 МПа | у: ± 0,5 % от ВП | 2 | |
| Давление (избыточное) охлаждающей жидкости | от 0 до 0,6 МПа | у: ± 1,0 % от ВП | 2 | |
| Давление (абсолютное) воздуха на входе в двигатель или перед агрегатом наддува | Абсолютное давление | от 0 до 0,16 МПа | у: ± 0,5 % от ВП | 1 |
| Давление (абсолютное) воздуха за агрегатом наддува | от 0 до 0,4 МПа | у: ± 0,5 % от ВП | 1 | |
| Давление (абсолютное) воздуха во входном коллекторе | от 0 до 0,4 МПа | у: ± 0,5 % от ВП | 1 | |
| Температура масла | Температура | от -40 °С до +150 °С | у: ± 1,5 % от ВП | 2 |
| Температура топлива | от -40 °С до +100 °С | у: ± 0,75 % от ВП | 2 | |
| Температура воздуха на входе в двигатель или перед агрегатом наддува | от -40 °С до +80 °С | у: ± 1,5 % от ВП | 1 | |
| Температура воздуха за агрегатом наддува | от -40 °С до +200 °С | у: ± 1,5 % от ВП | 1 | |
| Температура воздуха во входном коллекторе | от -40 °С до +150 °С | у: ± 1,5 % от ВП | 4 | |
| Температура отработанных газов | от -40 °С до +1000 °С | у: ± 1,5 % от ВП | 4 | |
| Температура головок цилиндра | от -40 °С до +250 °С | у: ± 1,5 % от ВП | 1 |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Температура корпуса генератора | Температура | от -40 °С до +200 °С | Y: ± 1,5 % от ВП | 1 |
| СКЗ виброскорости в контрольной точке корпуса двигателя | Виброскорость | от 2 до 100 мм/с | Y: ± 20 % от ВП | 6 |
| Напряжение постоянного тока на клеммах генератора | Напряжение постоянного тока | от 0 до 40 В | Y: ± 2,0 % от ВП | 2 |
| Сила постоянного тока генератора | Сила постоянного тока | от 0 до 150 А | Y: ± 2,0 % от ВП | 2 |
| Атмосферное давление воздуха в испытательном боксе | Абсолютное давление | от 93 до 104 кПа (от 700 до 780 мм рт. ст.) | Д: ± 0,67 гПа (± 0,5 мм рт. ст.) | 1 |
| Температура воздуха в испытательном боксе | Температура | от -40 °С до +50 °С | Д: ± 1,6 °С | 1 |
| Относительная влажность воздуха в испытательном боксе | Относительная влажность | от 0 до 98 % | Д: ± 2,0 % | 1 |
Примечания:
ВП - верхний предел измерения;
ИЗ - измеряемое значение;
Y - приведенная погрешность, %;
6 - относительная погрешность, %;
Д - абсолютная погрешность в единицах измеряемой величины;
7 * - МБДА.2761.0301.000 ФО;
8 ** - МБДА.2761.0302.000 ФО.
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | 230±23 50±1 |
| Потребляемая мощность, кВт не более: | 2 |
| Габаритные размеры составных частей, мм, (ширинахвысотахглубина), не более: | |
| - стойка приборная - шкаф коммутационный | 600х2110х800 1200x2110x400 |
| Масса составных частей, кг, не более: | |
| - стойка приборная - шкаф коммутационный | 255 105 |
| Условия эксплуатации: | |
| - температура воздуха, °С - относительная влажность воздуха при температуре +25 °С, % - атмосферное давление, кПа | от 10 до 30 от 30 до 80 от 84 до 106 |
Продолжение таблицы 3
| Показатели надежности: | |
| Средняя наработка на отказ, часов | 5000 |
| Вероятность безотказной работы систем в течение сеанса измерений максимальной продолжительностью 8 часов | 0,9984 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование (номер в ФИФ ОЕИ) | Обозначение | Кол-во, шт./экз. |
| 1 | 2 | 3 |
| Системы информационно-измерительные мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-200 зав. № 001 и № 002, в том числе первичные и вторичные преобразователи: Измеритель крутящего момента силы МА20 (76230-19), 1 шт.; Датчик частоты вращения МЭД-1 (64257-16), 3 шт.; Расходомер-счетчик массовый RHM02L (79411-20), 1 шт.; Турбинный преобразователь расхода геликойдный ТПРГ20-8-1 (23153-14), 1шт.; Датчики давления МИДА-13П (17636-17), 6 шт.; Датчики температуры с НСХ 100П/РП00 по ГОСТ 66512009, 12 шт.; Датчики температуры КТХА (75207-19), 6 шт.; Измеритель влажности и температуры ИВТМ-7 (7139418), 1шт.; Преобразователи виброскорости AV02 (75727-19), 6 шт.; Преобразователи силы тока измерительные ПИТ (7491019), 2 шт.; Модуль аналогового ввода МВ210-101 (76920-19), 1шт.; Барометр рабочий сетевой БРС-1М (16006-97), 1шт.; Комплекс измерительный магистрально-модульный MIC-236 (46517-21), 1шт. | МБДА.2747.0300.000 | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | МБДА.2747.0301.000 РЭ | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | МБДА.2747.0302.000 РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | - | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
«Параметры, измеряемые при испытаниях авиационных поршневых двигателей с применением систем информационно-измерительной мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-200. Методика (метод) измерений. МИ-АПД-200». Свидетельство об аттестации № 3/RA.RU.311343-2022 от 11 августа 2022 г.
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 февраля 2018 г. № 256 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объема жидкости в потоке, объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2022 г. № 2653 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 июля 2018 г. № 1621 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 1-10’16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2019 г. № 2900 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1 • 10-1-1-107 Па»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3457 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2021 г. № 2885 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений влажности газов и температуры конденсации углеводородов»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
ГОСТ Р 8.596-2002 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения;
ОТУ-2018 «Двигатели авиационные серийные для воздушных судов. Изготовление, ремонт, приемка и поставка. Общие технические условия».