Магнитометры многоканальные М-Лайнер

Назначение

Магнитометры многоканальные «M-Лайнер» (далее по тексту - магнитометры) предназначены для измерений значений магнитной индукции постоянного магнитного поля в контрольных точках рабочего объёма или над поверхностью рабочего участка источников постоянного магнитного поля (в том числе синхронных электродвигателей).

Описание

Принцип действия магнитометров основан на измерении магнитной индукции с помощью первичного измерительного преобразователя Холла, непрерывно преобразующего измеряемую величину в электрический сигнал, пропорциональный значению магнитной индукции исследуемого магнитного поля в пределах площади рабочей поверхности преобразователя.

Магнитометр представляет собой измерительный блок, конструктивно объединённый с соединительным кабелем, предназначенным для связи с компьютером через порт USB.

В измерительном блоке магнитометра размещены преобразователи Холла и элементы измерительной схемы, которая содержит:

-    измерительные каналы (до 32 шт.);

-    микроконтроллер для преобразования измерительных сигналов в цифровую форму, фильтрации помех и передачи данных в компьютер;

-    стабилизатор питания микроконтроллера.

Каждый измерительный канал состоит из преобразователя Холла, стабилизатора тока для питания преобразователя Холла и инструментального усилителя для усиления сигнала с выхода преобразователя Холла. Местонахождение преобразователей Холла маркировано на верхней и нижней частях корпуса измерительного блока магнитометра. В разъём соединительного кабеля встроен UART-USB преобразователь, с помощью которого осуществляется преобразование данных микроконтроллера в формат USB 2.0.

Компьютер управляет работой магнитометра с помощью программы Matrix. Минимальные системные требования к компьютеру: операционная система (ОС) Microsoft Windows (32- и 64-битная), рекомендуемые ОС - Windows XP, Windows 7 Professional. Интерфейс программы реализован в виде лицевой панели виртуального магнитометра. Результаты измерений (показания) магнитометра визуализируются на дисплее компьютера в единицах измеряемой величины, а также сохраняются в файле и могут быть распечатаны.

Электропитание магнитометра осуществляется от порта USB компьютера.

В зависимости от конфигурации расположения преобразователей Холла и их количества магнитометры изготавливаются в трёх исполнениях: «M-Лайнер»-01, «M-Лайнер»-02, «M-Лайнер»-03.

Регистрация сигналов с выхода измерительных каналов осуществляется поочерёдно. Магнитометр имеет два режима работы: однократное измерение и непрерывные многократные измерения по всем имеющимся в конкретном исполнении магнитометра измерительным каналам.

Магнитометр представляет собой переносной прибор, эксплуатируемый в помещениях. По рабочим условиям применения магнитометр относится к группе 2 по ГОСТ 22261-94.

Измерительный блок магнитометра имеет неразборную конструкцию (в части доступа к преобразователям Холла и элементам измерительной схемы), что предотвращает возможность несанкционированного вмешательства в работу магнитометра, которое может привести к искажению результатов измерений. Для предотвращения доступа к встроенному в разъём соединительного кабеля измерительного блока магнитометра UART-USB преобразователю корпус разъёма опломбирован в месте соединения верхней и нижней его частей наклейкой, имеющей порядковый номер и предупреждающую надпись. Общий вид магнитометра приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Общий вид магнитометров

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) магнитометра осуществляет управление работой магнитометра и проведение измерений в реальном времени.

Одна часть ПО записана в микроконтроллере, расположенном в измерительном блоке магнитометра, и защищена от внешних воздействий схемотехнически (невозможно провести перепрограммирование) и конструктивно (неразборная конструкция измерительного блока магнитометра в части доступа к преобразователям Холла и элементам измерительной схемы). Вторая часть ПО установлена на компьютере и по доступным для пользователя интерфейсам изменение метрологически значимой части ПО невозможно (калибровочные характеристики записаны в отдельном файле настроек, контрольная сумма которого приведена в паспорте (ПС) на магнитометр).

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.

Защита ПО магнитометров от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014.

Таблица 1 - ПО магнитометра

Технические характеристики

Диапазон измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля, Тл ..............

Пределы допускаемой относительной погрешности измерений

магнитной индукции постоянного магнитного поля, % ................................................± (2+20/ Ви),

где Ви - измеренное значение магнитной индукции (показание магнитометра), мТл.

Максимальное количество каналов измерений, шт., не более .......................................................32.

Напряжение питания (от порта USB компьютера), В ................................................... от 4,5 до 5,5.

Ток, потребляемый от источника питания, мА, не более ............................................................ 100.

Время установления рабочего режима, мин, не более ................................................................... 10.

Время однократного измерения, с, не более ......................................................................................1.

Время непрерывной работы, ч, не менее ........................................................................................... 8.

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

-    исполнение «М-Лайнер»-01 ................................................................................ 260 х 90 х 3;

-    исполнение «M-Лайнер»-02 .............................................................................. 230 х 120 х 3;

-    исполнение «М-Лайнер»-03 .............................................................................. 300 х 200 х 3.

Длина соединительного кабеля м, не менее.......................................................................................2.

Масса, кг, не более............................................................................................................................0,6,

в том числе:

-    исполнение «М-Лайнер»-01 .............................................................................................0,15;

-    исполнение «М-Лайнер»-02 ............................................................................................. 0,20;

-    исполнение «М-Лайнер»-03 ............................................................................................. 0,60.

Средняя наработка на отказ, ч, не менее ..................................................................................... 5000.

Рабочие условия применения:

-    температура окружающего воздуха, °С...........................................от плюс 10 до плюс 35;

-    относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %.........................................80;

-    атмосферное давление, кПа ............................................................................от 70 до 106,7.

Знак утверждения типа

наносится на корпус измерительного блока магнитометра (по технологии предприятия-изготовителя) и на титульный лист руководства по эксплуатации ЯИЛТ.1006.02.00 РЭ (типографским способом).

Комплектность

Комплектность магнитометра приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Комплектность

Поверка

осуществляется в соответствии с документом ЯИЛТ.1006.02.00 МП «Магнитометры многоканальные «M-Лайнер». Методика поверки», утвержденным первым заместителем генерального директора - заместителем по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ» 26.02.2015 г. Основные средства поверки:

- измеритель магнитной индукции Ш1-9, рег. № 9335-83 (диапазон измерений магнитной индукции от 25 до 2500 мТл; пределы допускаемой относительной погрешности измерений ± 0,01 %).

Сведения о методах измерений

«Магнитометр многоканальный «M-Лайнер». Руководство по эксплуатации» ЯИЛТ.1006.02.00 РЭ.

«Установки для измерений магнитных характеристик полюсов ротора синхронных электродвигателей ИУТПР. Руководство по эксплуатации» ЯИЛТ.558.00.00 РЭ.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к магнитометрам многоканальным «M- Лайнер»

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

2    ГОСТ 8.144-97 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции постоянного магнитного поля в диапазоне от 0,05 до 2 Тл».

3    ГОСТ 8.030-2013 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений магнитной индукции, магнитного потока, магнитного момента и градиента магнитной индукции».

4    ЯИЛТ. 1006.02.00 ТУ «Магнитометр многоканальный «M-Лайнер». Технические условия».