Назначение
Акселерометры CMG-5T (далее - акселерометры) предназначены для измерения ускорения низкочастотных сейсмических колебаний в месте установки приборов.
Описание
Акселерометр состоит из датчика, имеющего три ортогонально расположенные оси чувствительности, что позволяет получать данные сразу по трем направлениям: север-юг, восток-запад и в вертикальном направлении. Датчик устанавливается внутри герметичного корпуса.
Датчик представляет собой колеблющуюся массу, снабженную демпфером. При возникновении сейсмических колебаний в направлении соответствующей оси чувствительности, подпружиненная масса начинает движение, в результате чего на выходе прибора вырабатывается сигнал пропорциональный воздействующему ускорению.
Выпускаются пять исполнений акселерометров: CMG-5T-M (базовый аналоговый акселерометр), CMG-5TC-M (компактный аналоговый акселерометр), CMG-5TB-M (скважный аналоговый акселерометр), CMG-5TD-M (базовый цифровой акселерометр), CMG-5TDE-M (цифровой акселерометр с дополнительными интерфейсами съема данных).
В зависимости от исполнения акселерометра выходной сигнал может быть представлен в аналоговом виде (для акселерометров исполнений CMG-5T-M, CMG-5TC-M и CMG-5TB-M) и в цифровом (для акселерометров исполнений CMG-5TD-M и CMG-5TDE-M).
Конструктивно акселерометр состоит из отдельных функциональных блоков: датчика со встроенным калибратором (для исполнений CMG-5T-M, CMG-5TC-M и CMG-5TB-M), датчика, встроенного калибратора и 24-разрядного АЦП (для исполнения CMG-5TD-M) и датчика, встроенного калибратора, 24-разрядного АЦП и модуля EAM (для исполнения CMG-5TDE-M). Все функциональные блоки акселерометра расположены в герметичном корпусе.
Характеристики различных исполнений акселерометров приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование характеристики | З | начение ха | рактеристики для исполнений |
| CMG-5T-M | CMG-5TC-M | CMG-5TB-M | CMG-5TD-M | CMG-5TDE-M |
| Вид выходного сигнала | аналоговый | цифровой |
| Цена наименьшего разряда цифрового кода*, мкм/с2 - по каналу низкого усиления - по каналу высокого усиления | - | 0,1 - 5,0 0,01 - 0,5 |
| Частота дискретизации, Гц | - | до 1000 |
| Привязка к системе единого времени | - | есть |
| Скорость обмена, бит/c, не менее | - | 38400 |
| Протокол выдачи данных в ЭВМ | - | RS-232 | RS232 или RS422, Ethernet |
| Поддерживаемые интернет- технологии | - | TCP/IP, PPP, SSH, HTTP, HTTPS |
Общий вид акселерометров представлен на рисунке 1.
Рис 1 - 1 Рис 1 - 2 Рис 1 - 3
Рис 1 - 4 Рис 1 - 5
Рис.1 Общий вид акселерометров.
1-1 - базовый аналоговый акселерометр CMG-5T-M
1-2 - компактный аналоговый акселерометр CMG-5TC-M
1-3 - скважный аналоговый акселерометр CMG-5TB-M
1-4 - базовый цифровой акселерометр CMG-5TD-M
1-5 - цифровой акселерометр с дополнительными интерфейсами съема данных CMG-5TDE-M
Программное обеспечение
С акселерометром используется встроенное и автономное программное обеспечение. Функционирование встроенного ПО осуществляется в операционной системе Linux. Встроенное ПО реализует функциональность акселерометра (сбор, обработку, хранение и передачу измерительной информации), устанавливается на этапе изготовления и в процессе эксплуатации изменено быть не может. Встроенное программное обеспечение имеется только для исполнений акселерометров CMG-5TD-M и CMG-5TDE-M.
Автономное ПО функционирует под управлением операционной системы Windows и реализует функции передачи, отображения и хранения результатов измерений.
Все ПО является метрологически значимым.
Лист № 3
Всего листов 7
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 2
Таблица 2
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Встроенное ПО акселерометра 5TD | | | | |
| Загрузчик | Boot-loader | v2.0b11 | 3А24781С | CRC32 |
| Код ARM | ARM | v106b55r | C53A40AC | CRC32 |
| Код DSP | DSP | V1.086 | 54369D34 | CRC32 |
| Встроенное ПО акселерометра 5TDE | DM32-7E | v.306 | 589DE307 | CRC32 |
| Автономное ПО | | | | |
| Screаm! | Scream! | v.4.5 | E5259420 | CRC32 |
Влияние программного обеспечения на метрологические характеристики учтено при нормировании метрологических характеристик.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики акселерометров приведены в таблицах 3-5.
Таблица 3
| Наименование характеристики | Значение характеристики для исполнений |
| CMG-5T-M | CMG-5TC-M | CMG- 5TB-M | CMG-5TD-M | CMG-5TDE-M |
| Количество измерительных каналов, шт | 3 |
| Диапазон выходного сигнала, | ±10В | 224 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения ускорения, м/ с2 | ±(10-6 Хтах+Х/1000) |
| Рабочий частотный диапазон преобразования (по уровню -3 дБ)*, Гц | 0-50 0-100 0-200 |
| Динамический диапазон, дБ, не менее - по постоянному ускорению - по переменному ускорению: в полосе частот 0,005 - 0,05 Гц; в полосе частот 3 - 30 Гц | 165 145 127 |
| Нелинейность амплитудной характеристики, % | 0,1 |
| Относительный коэффициент поперечной чувствительности | 0,001 |
| Неравномерность амплитудно- | |
| Наименование характеристики | Значение характеристики для исполнений |
| CMG-5T-M | CMG-5TC-M | CMG- 5TB-M | CMG-5TD-M | CMG-5TDE-M |
| частотной характеристики (АЧХ) в рабочем диапазоне частот, дБ | 3 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения ускорения с помощью встроенного калибратора, м/ с2 | ±(10-6 Xmax+1 10-4 Х) |
| Диапазон рабочих температур, С | от минус 20 до +70 |
| Габаритные размеры, мм, не более: | 0176x97 | 0122x99 | 075x400 | 0176x245 | 0176x245 |
| Масса, кг, не более | 2,7 | 1,31 | 3,75 | 4,3 | 4,3 |
| Питание: напряжение источника постоянного тока, В | 10-36 | 11-30 | 10-28 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более -при напряжение питания 12В -при напряжение питания ±12В | 0,5 0,36 |
| Выходное сопротивление, Ом | 47 |
| Срок службы, лет | 10 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 45000 |
Ниже приведены значения коэффициента преобразования акселерометра для различных диапазонов измерения ускорения для исполнений с аналоговым (таблица 4) и цифровым (таблица 5) выходами.
Таблица 4
| Коэффициент преобразования*, В^с2/м, по дифференциальному выходу низкого/ высокого усиления | 0,25/2,5 | 0,5/5 | 1/10 | 2/20 | 10/100 |
| Диапазон преобразования* по дифференциальному выходу низкого/ высокого усиления | ±4g/±0,4g | ±2g/±0,2g | ±1g/±0,1g | ±0,5g/±0,05g | ±0,1g/±0,01g |
| Отклонение значений коэффициента преобразования от приведенных в таблице, не более, %. | ±10 |
Таблица 5
| Коэффициент преобразования*, (отсч/с. м), по дифференциальному выходу низкого (высокого) усиления | 419400 (4194000) | 838900 (8389000) | 1678000 (16780000) | 3355000 (33550000) | 16780000 (167800000) |
| Диапазон преобразования* по дифференциальному выходу низкого/ высокого усиления | ±4g/±0,4g | ±2g/±0,2g | ±1g/±0,1g | ±0,5g/±0,05g | ±0,1g/±0,01g |
| Отклонение значений коэффициента преобразования от приведенных в таблице, не более, %. | ±10 |
Где:
- X - измеряемое ускорение,
- Xmax - ускорение, максимальное для данного диапазона
* - значение параметра устанавливается при изготовлении по требованию заказчика
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации акселерометра типографским способом.
Комплектность
Комплектность средств измерений приведена в таблице 6.
Таблица 6
| Наименование | Кол-во |
| исполнение |
| CMG-5T-M | CMG-5TC-M | CMG-5TB-M | CMG-5TD-M | CMG-5TDE-M |
| Акселерометр | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Комплект соединительных кабелей: - кабель сигнал-питание с разъемом | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| - кабель для подключения приемника сигналов СЕВ | - | - | - | 1 | 1 |
| - кабель для подключения внешних дисков FireWire | - | - | - | 1 | 1 |
| - кабель NET | - | - | - | - | 1 |
| - кабель консольный GPIO | - | - | - | - | 1 |
| Устройство коммутации* | 1 | 1 | 1 | - | - |
| Устройство управления* | 1 | 1 | 1 | - | - |
| 24-разрядный АЦП* | 1 | 1 | 1 | - | - |
| Приемник сигналов СЕВ | - | - | - | 1 | 1 |
| Приспособление для крепления акселерометра | 1 | 1 | - | 1 | 1 |
| Наименование | Кол-во |
| исполнение |
| CMG-5T-M | CMG-5TC-M | CMG-5TB-M | CMG-5TD-M | CMG-5TDE-M |
| Программа Scream!* | - | 1 |
| Руководство по эксплуатации | 1 |
| Методика поверки МП 253-12-93 | 1 |
| Детализированный лист калибровки | 1 |
*Состав комплекта оговаривается при заказе.
Поверка
осуществляется по документу МП 253-12-93 «Акселерометр CMG-5T. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 10.08.2012 г.
Основные средства поверки:
- Установка сейсмометрическая горизонтальная УСГ-3М из состава эталона ГЭТ 1592011. Диапазон частот 0,001-30 Гц; диапазон амплитуд ускорений 5x10’7 - 10 м/с2; @0=1x10’4 -1x10’3; S0=2x10’4 - 5x10’3;
- Установка сейсмометрическая вертикальная УСВ-2 из состава эталона ГЭТ 159-2011.
. Диапазон частот 0,001-30 Гц; диапазон амплитуд ускорений 5x10’7 - 10 м/с2; @0=2x10’4 -4x10’3; S0=2x10’4 - 5x10’3;
- Установка ротационная ДЦ - 3 - из состава эталона ГЭТ 94-01. Диапазон частот 0,5-30 Гц; диапазон амплитуд гармонического ускорения 8 - 250 м/с2; @0=2x10’4, SQ=1x10-5'
’ ЭУП ’ эталонная установка поворотная ’ из состава эталона 94’01. Диапазон измерения амплитуд постоянного линейного ускорения 1x10’3 - 10 м/с2; @0=5x10’4, S0=2x10’4
’ Преобразователь виброизмерительный ’ из состава эталона ГЭТ 159’2011. Диапазон частот 0,5-1000 Гц; амплитуд ускорений 1x10’1 - 1x104 м/с2, t%S% от 2-10’3 до 5-10’3.
’ Генератор сигналов произвольной формы 33220A. Диапазон частот от 1 мкГц до 20 МГц, относительная погрешность 10’5.
Сведения о методах измерений
М етодика измерений содержится в документах: «Акселерометр CMG’5T’M. Руководство по эксплуатации», «Акселерометр CMG’5TC’M. Руководство по эксплуатации»,
«Акселерометры CMG’5TB’M. Руководство по эксплуатации», «Акселерометры CMG’5TD’M. Руководство по эксплуатации», «Акселерометры CMG’5TDE’M. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1. ГОСТ 8.577 - 2002 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений единиц длины, скорости, ускорения и плоского угла при угловом перемещении твердого тела»
2. ГОСТ 8.562’97 «. Государственная поверочная схема для средств измерений сейсмоперемещения, сейсмоскорости и сейсмоускорения в диапазоне частот 0,01 - 20 Гц»
3. МИ 2070’90 « Государственная поверочная схема для средств измерения параметров вибрации»
4. Техническая документация изготовителя.
Рекомендации к применению
’ осуществление деятельности в области охраны окружающей среды;
- осуществление деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
