Система информационно-измерительная мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-80

Назначение

Система информационно-измерительная мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-80 (далее - Система, ИИС АПД-80) предназначена для измерений: крутящего момента силы; частоты вращения валов двигателя; массового расхода топлива; объемного расхода (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-80 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-80 состоит из: стойки приборной, шкафа кроссировочного, станции сбора данных, комплекта первичных измерительных преобразователей (ПИП), комплекта кабелей.

Функционально ИИС АПД-80 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 измерительновычислительного MIC-236 для цифрового преобразования и регистрации измеренных величин с последующей передачей для отображения средствами вычислительной техники на станции сбора данных.

ИИС АПД-80 реализует следующие ИК:

- ИК крутящего момента силы;

- ИК частот вращения валов двигателя;

- ИК массового расхода топлива;

- ИК объёмного расхода (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 (термометров сопротивления);

- 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 Nport IA5450A 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 Nport IA545OA 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 Nport IA545OA 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 Nport IA5450A 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 Nport IA545OA и локальную сеть в станцию сбора данных для отображения и регистрации.

По условиям эксплуатации система удовлетворяет 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.

Заводская маркировка системы наносится в форме информационной таблички, содержащей заводской номер (№ 001) и буквенно-цифровое обозначение, которая находится в левом верхнем углу передней дверцы стойки приборной (рисунки 2-4). Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.

Защита от несанкционированного доступа к компонентам Системы обеспечивается:

- ограничением доступа к месту установки системы;

- запиранием ключом замка на дверях стойки приборной (рисунок 4);

- запиранием ключом замка на дверях шкафа коммутационного (рисунок 3).

измерений представлен на рисунках 1-4.

Общий вид составных частей средства

Рисунок 1 - Станция сбора данных и отображения. Вид общий

Система информационноизмерительная мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-80

МБДА 2747.0300 000

• Зв*.Ns 001

Год выпуска: 2022

Система информационно-измерительная мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-80 МБДА.2747.0300.000

Год выпуска 2022 ф

Рисунок 2 - Информационные таблички

Места запирания

Информационные таблички

Рисунок 3 - Шкаф коммутационный ИИС АПД-80. Вид внешний

Рисунок 4 - Стойка приборная ИИС АПД-80. Вид внешний

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-80 приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Метрологические характеристики ИИС АПД-80

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 25 до 500 Н^м

у: ± 0,5 % от ВП в диапазоне от 0 до 125 Н-м;

6: ± 0,5 % от ИЗ в диапазоне от 125 до 500 Н^м

1

Частота вращения вала двигателя

Частота вращения

от 120 до 7200 об/мин

6: ± 0,2 % от ИЗ

1

Расход топлива

Массовый расход

от 6 до 50 кг/ч

6: ± 0,5 % от ИЗ

1

Прокачка масла

Объемный расход

от 10 до 90 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 (абсолютное) воздуха на входе в двигатель

Абсолютное давление

от 0 до 0,16 МПа

у: ± 0,5 % от ВП

1

Давление (абсолютное) воздуха во входном коллекторе

от 0 до 0,16 МПа

у: ± 0,5 % от ВП

1

Атмосферное давление воздуха в испытательном боксе

Абсолютное давление

от 93 до 104 кПа (от 700 до 780 мм рт.ст.)

А: ± 0,67 гПа (± 0,5 мм рт.ст.)

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

от -40 °С до +80 °С

у: ± 1,5 % от ВП

1

Температура воздуха во входном коллекторе

от -40 °С до +150 °С

у: ± 1,5 % от ВП

1

Температура отработанных газов

от -40 °С до +1000 °С

у: ± 1,5 % от ВП

6

Температура головок цилиндра

от -40 °С до +250 °С

у: ± 1,5 % от ВП

4

Температура корпуса генератора

от -40 °С до +200 °С

у: ± 1,5 % от ВП

2

Продолжение таблицы 2

1

2

3

4

5

СКЗ виброскорости в контрольной точке корпуса двигателя

Виброскорость

от 2 до 100 мм/с

у: ± 20 % от ВП

6

Напряжение постоянного тока на клеммах генератора

Напряжение постоянного тока

от 0 до 40 В

у: ± 2,0 % от ВП

2

Сила постоянного тока генератора

Сила постоянного тока

от 0 до 150 А

у: ± 2,0 % от ВП

2

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.

Технические характеристики

Наименование характеристики

Значение

Параметры электрического питания:

- напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Г ц

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

Показатели надежности:

Средняя наработка на отказ, часов

5000

Вероятность безотказной работы системы 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

Система информационно-измерительная мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-80, 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 1ООП/РИОО по ГОСТ 66512009, 12 шт.;

Датчики температуры КТХА (75207-19), 6 шт.;

Измеритель влажности и температуры ИВТМ-7 (71394-18), 1шт.;

Преобразователи виброскорости AV02 (75727-19), 6 шт.;

Преобразователи силы тока измерительные ПИТ (74910-19), 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.

Программное обеспечение на CD-диске

-

1 шт.

Руководство по эксплуатации

МБДА.2747.0300.000 РЭ

1 экз.

Методика поверки

-

1 экз.

Сведения о методах измерений

«Параметры, измеряемые при испытаниях авиационных поршневых двигателей с применением системы информационно-измерительной мобильного винтового испытательного стенда для авиационных поршневых двигателей типа АПД-80. Методика (метод) измерений. МИ-АПД-80» рег. № ФР.1.28.2022.44097.

Нормативные документы

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2356 «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 26 сентября 2022 г. № 2360 «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 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;

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»;

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».

Развернуть полное описание