Система измерения Каскад-PXI-1

Основные
Тип Каскад-PXI-1
Год регистрации 2011
Дата протокола Приказ 6379 от 15.12.11 п.83
Класс СИ 28.05
Номер сертификата 44852
Срок действия сертификата . .
Страна-производитель  Россия 
Технические условия на выпуск ОСТ 1 010021-93
Тип сертификата (C - серия/E - партия) Е

Назначение

Система измерения «Каскад-PXI-l» (далее - Система), ОАО «Пермский моторный завод», предназначена для измерения силы от тяги двигателей, давления масла, температур газа, воздуха, масла, расхода масла, частоты вращения роторов, определяемых при испытаниях авиационных двигателей на стенде №4, регламентируемых отраслевым стандартом ОСТ l 0l002l-93 «Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования».

Описание

Принцип работы Системы заключается в преобразовании измеряемых параметров ГТД датчиками (первичными преобразователями) в соответствующие электрические сигналы, преобразовании электрических сигналов в цифровые коды и передаче последних в компьютер верхнего уровня Системы для дальнейшего преобразования их в значения физических величин.

Функционально Система состоит из 5-ти модулей, включающих в себя соответствующие измерительные каналы (ИК):

• модуля измерений силы от тяги двигателя (МИС);

• модуля измерений расхода масла (МИРМ);

• модуля измерений давления масла (МИД);

• модуля измерений температур газа, воздуха, масла (МИТ);

• модуля измерений частоты вращения роторов (МИЧВР).

МИС содержит следующие элементы:

• динамометрическую платформу (ДМП), подвешенную на упругих лентах, работающих в статике на растяжение;

• рабочий тензорезисторный датчик силы типа 32ТВС4, работающий на сжатие. Питание моста датчика осуществляется от модуля-нормализатора SCXI-l32l/SCXI-ll2l. Усиленный сигнал с датчика поступает на вход АЦП типа PXI-6052;

• рычажное подгрузочное устройство (РПУ), состоящее из двух рычагов (углового и линейного), эталонных грузов, механического нагружающего устройства и предназначенное для оперативного контроля точностных параметров МИС и создания силы подгрузки на ДМП;

• контрольное устройство (КУ), состоящего из тензорезисторного датчика силы типа М70КН25-С3, гидравлического нагружающего устройства и предназначенного для градуировки и поверки МИС.

Сила от тяги двигателя, приложенная к ДМП, уравновешивается силой реакции рабочего датчика. Его выходной сигнал, пропорциональный силе от тяги, усиливается в модуле - нормализаторе и преобразуется в АЦП в пропорциональный цифровой код. Последний преобразуется в компьютере верхнего уровня с помощью градуировочной зависимости в цифровой код измеряемой силы.

МИРМ включает в свой состав ИК на базе турбинного преобразователя расхода типа ТПР l2-2-3. Частотный сигнал с выхода ТПР, функционально зависящий от объемного расхода масла через двигатель, поступает на вход модуля-нормализатора типа SCXI-4320/SCXI-ll26. Нормализованный сигнал поступает далее на вход АЦП PXI-6052. Цифровой код с выхода АЦП поступает в компьютер верхнего уровня Системы, где на основании градуировочной зависимости преобразуется в цифровой код расхода (расхода) масла через двигатель.

МИД включает в свой состав датчик давления модели ADZ-SML-20 (Госреестр № 32333-06), модуль-нормализатор SCXI-l300 /SCXI-ll02 и АЦП PXI-6052. Цифровой код с

Лист № 2

Всего листов 7 выхода АЦП вводится в компьютер верхнего уровня, где на основании градуировочной характеристики преобразуется в цифровой код давления.

МИТ состоит из:

• ИК электрического напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температур газа за турбиной ГТД от 373 до 923 К (работают с термопарами (ТП) типа ХА, расположенными на двигателе);

• ИК электрического сопротивления, соответствующего значениям температуры масла на входе в двигатель в диапазоне от +20 до + 90 °С. (работает с термометром сопротивления (ТС) типа ТСП109, расположенном на двигателе);

• ИК температур масла на выходе из двигателя и воздуха на входе в двигатель на

базе платиновых термометров сопротивления (ТС) типа ТСП109, ТСП98 соответственно.

Принцип действия ИК температуры на базе ТС основан на зависимости изменения сопротивления термометра сопротивления от температуры среды. Постоянные напряжения с выходов термометров сопротивления поступают на вход модуля - нормализатора типа SCXI-1300/SCXI-1102, его выходные сигналы преобразуются в АЦП типа PXI-6052 в соответствующие цифровые коды. В компьютере верхнего уровня на основании градуировочных зависимостей вычисляются значения температур масла на выходе из двигателя и воздуха на входе в двигатель.

Принцип действия ИК электрического напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температур газа за турбиной ГТД, следующий. Аналоговые сигналы от термопар поступают на входы модулей - нормализаторов типа SCXI-1303/SCXI-1102, их выходные сигналы преобразуются в АЦП типа PXI-6052 в соответствующие цифровые коды. Эти цифровые коды передаются в компьютер верхнего уровня Системы, где на основании градуировочных зависимостей преобразуются в цифровой код температуры.

Принцип действия ИК электрического сопротивления, соответствующего значению температуры масла на входе в двигатель, следующий. Напряжение с выхода термометра сопротивления, обусловленное протеканием через него эталонного тока, вводится на входы модулей - нормализаторов типа SCXI-1303/SCXI-1102, их выходные сигналы преобразуются в АЦП типа PXI-6052 в соответствующие цифровые коды. Эти цифровые коды передаются в компьютер верхнего уровня Системы, где на основании градуировочных зависимостей преобразуются в цифровой код температуры масла на входе в двигатель.

МИЧВР содержит два ИК частоты переменного тока, соответствующих по частоте частотам вращения роторов двигателя от 0 до 5000 и от 0 до 13000 об/мин. Напряжения переменного тока (частотные сигналы) с выходов датчиков частоты вращения роторов, расположенных на двигателе, поступают на входы нормализаторов типа SCXI-4320/SCXI-1126. Нормализованный частотный сигнал поступает далее на вход АЦП PXI-6052. Цифровые коды с выходов АЦП, соответствующие частотам сигналов, поступают в компьютер верхнего уровня Системы, где на основании градуировочных зависимостей преобразуются в цифровые коды частот вращения роторов.

Фотография общего вида Системы и места пломбировки приведена ниже.

Крейт PXI

Крейты SCXI

Аппаратура верхнего уровня системы

Сервер «Каскад PXI»

Рисунок 1 Общий вид Системы

Место пломбировки

Рисунок 2 Место пломбировки от несанкционированного доступа

Технические характеристики

Основные метрологические и технические характеристики Системы приведены в таблице 1.

Таблица 1

Измеряемые параметры, количество измерительных каналов (ИК), единицы измерения

Диапазоны измеряемых параметров

Погрешность измерения

1

Сила от тяги двигателя, 2 ИК, кН

от минус 40

до плюс 175

± 0,5 % от 0,5 Rmax*) ± 0,5 % ИЗ*)

2

Расход масла, 1 ИК, м3/с

от 1,67х10-4 до 1 х 10-3

± 3,0 % ВП*)

3

Давление масла, 1ИК, кПа

от 0 до 600

± 1,0 % ВП

4

Температура масла на выходе двигателя, 1 ИК, ОС

от плюс 20 до плюс 200

± 1,5% ВП

5

Температура воздуха на входе в двигатель, 6 ИК, ОС (К)

от минус 50 до плюс 50 (223 до 323)

± 0,5% ИЗ (К)

6

ИК электрического напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температур газа за турбиной ГТД в диапазоне температур от 373 до 923 К, 12 ИК, мВ

от 3 до 50

± 0,07 % ВП (по температуре) (± 1 % ВП по температуре с учетом погрешности ПИ*))

7

ИК электрического сопротивления, соответствующего значениям температуры масла на входе в двигатель в диапазоне температур от +20 до +90°С, 1 ИК, Ом

от 80 до 160

± 0,60 % ВП (по температуре) (± 1,5 % ВП по температуре с учетом погрешности ПП)

8

ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения ротора вентилятора в диапазоне от 0 до 5000 об/мин, 1 ИК, Гц

от 0 до 5333

± 0,01 % ВП(по частоте переменного тока) (± 0,15 % ВП по частоте вращения ротора с учетом погрешности ПП

9

ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения ротора КВД в диапазоне от 0 до 13000 об/мин, 1 ИК, Гц

от 0 до 7807

± 0,01 % ВП (по частоте переменного тока)

(± 0,15 % ВП по частоте вращения ротора с учетом погрешности ПП)

Примечания: *) - определения характеристик по ОСТ 1 010021-93

Условия эксплуатации Системы по ГОСТ 8.395- 80 «Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования»

Габаритные размеры (ширина, длина, высота), м:

• модуль измерения силы от тяги двигателя........................................................ 3 х 7 х 5

• модуль измерения давления масла............................................................ 0,5 х 0,5 х

• модуль измерения температур газа, воздуха, масла................................ 0,5 х 0,5 х

• модуль измерения расхода масла............................................................ 0,5 х 0,5 х

• модуль измерения частоты вращения роторов.........................................0,3 х 0,3 х

Примечание. Модули включают в свой состав элементы, распределенные по стенду. Указанные габаритные размеры соответствуют условию концентрации элементов модуля в одном месте.

Программное обеспечение (ПО) Системы делится на несколько основных категорий:

• системные программы,

• консольные программы,

• оконные программы.

К системным программам относятся программы, взаимодействующие с измерительной аппаратурой и занимающиеся обменом информацией между компьютерами в сети, а также программы для обслуживания рабочих сессий.

Консольные программы - это программы, запускаемые из командного окна (консоли, терминала), не имеющие оконного интерфейса и получающие при необходимости

Лист № 5

Всего листов 7 дополнительные параметры из различных файлов, в командной строке при запуске, либо интерактивно в этом же командном окне.

Оконные программы выполняют функции диспетчера программ, менеджера сессий, редактора базы данных стенда, занесения первичных данных, записи и просмотра трендов, регистрации точек, оценки динамических характеристик.

ПО «Каскад-PXI» разработано специалистами отдела АСУТП ОАО «Прото н-ПМ».

Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) приведены в таблице 2.

Таблица 2

Наименование программного обеспечения

Идентификационное наименование программного обеспечения

Номер версии (идентификацио нный номер) программного обеспечения

Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода)

Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения

Системное ПО НУ

System: SC1 Ascan

468.001.08

0624bde568c4e01cb

8f5d31b262b7d8d

md5

System: SC2 Dscan

468.001.08

System: 232

468.001.08

System: Com 4

468.001.08

System: Rotomas

468.001.08

Консольное ПО

Console: DX

468.001.08

974d13eca73cb1d66

7b993865c49ea02

Console: RecDynamic

468.001.08

Console: RecTrend

468.001.08

Console: RecStatic

468.001.08

Console: Tarir

468.001.08

Console: TarirGrp

468.001.08

Console: Rcalibr

468.001.08

Оконное ПО

Window: InformData

468.001.08

f366282d73d15e95f fca72b97711092d

Window: RecStart

468.001.08

Используемое специализированное программное обеспечение не вносит дополнительных погрешностей к значениям, приведенным в таблице 1, поскольку вычислительные операции в Системе используются только для алгебраических преобразований, а метрологические характеристики измерительных каналов нормированы в целом, с учетом работы программного обеспечения. Используемые программы защищены паролями, с заданной периодичностью выполняется резервное копирование файлов данных. Программный ключ защиты исполняемых файлов и файлов данных поставляется на внешней съемной флэш-памяти.

Уровень защиты ПО «Каскад-PXI-l» соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010 исключает возможность непреднамеренных и преднамеренных изменений ПО и измеренных данных.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится графическим способом на таблички, закрепленные на стойках Системы и типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.

Комплектность

№ п/п

Тип датчика

Наименование

Кол.

Примечание

1

ДМП

Динамометрическая платформа

1

В составе МИС

2

32ТВС4

Датчик силы рабочий

2

3

М70КН-25-С3

Датчик силы контрольный

2

4

ТПР12-2-3

Турбинный преобразователь расхода

1

В составе МИРМ

5

ADZ-SML-20

Датчик давления

1

В составе МИД

6

ТСП-109

Приемник температуры

1

В составе МИТ

7

ТСП-98

Приемник температуры

6

8

Аппаратура верхнего уровня системы

1

Верхний уровень

9

Система измерения «Каскад-РХ1-1».

Методика поверки. МП «Каскад-РХ1-1»

1

_

10

Система измерения «Каскад-РХ1-1».

Руководство по эксплуатации. РЭ «Каскад-PXI-1» шифр РЭ-10-2010

1

_

Поверка

осуществляется по документу «Методика поверки. Система измерения «Каскад-PXI-l. МП Каскад-РХ1-1», утвержденному ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» и ФГУП «ВНИИМС» 10 февраля 20ll г. и входящим в комплект поставки.

Основные средства поверки:

• ТВЭУ-20П с эталонным динамометром С 2-20 (Госреестр № 19765-10) погрешность ± 0,1 % в диапазоне (0,1 ... 1,0) Rmax;

• метрологический набор термометров типа ТЛ-4 (Госреестр № 303-91), кл.т. 1;

• индикаторы часового типа ИЧ-10 (Госреестр № 33841-07), к.т. 1, (2 шт.);

• измерительный преобразователь давления цифровой типа ИПДЦ, (Госреестр № 6788-03), основная погрешность ± 0,06 % от ВП;

• многофункциональный калибратор модели TRX-IIR, (Госреестр № 42789-09), диапазоны   воспроизведения:    напряжения,   мВ,   10.120,   0,025 % ВП,

сопротивления, Ом, 0.400, 0,05 % ВП;

• установка УПСТ-2М, (Госреестр № 16173-02 пределы допускаемых значений средних квадратических отклонений случайной составляющей погрешности о(Д) < 9,0 мкВ;

• вольтметр В2-29 (Госреестр № 4676-75) измеряемое напряжение 1 мкВ...1,4 В с погрешностью ± (0,1...0,2) %;

• генератор Г3-110, (Госреестр № 5460-76), диапазон частот (0,001-2000000) Гц, погрешность установки частоты ±3 • 10-7 Гц;

• трубопоршневая установка ТПУ-1 (свидетельство об аттестации №1), основная погрешность 0,15% ИЗ.

Сведения о методах измерений

« Система измерения «Каскад-РХ1-1». Руководство по эксплуатации. РЭ «Каскад-PXI-1» Шифр РЭ-10-2010. Раздел 2 «Методы прямых измерений».

Нормативные документы

- Отраслевой стандарт ОСТ 1 010021-93 «Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования»;

- ГОСТ 8.558-93 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения температуры»;

- ГОСТ 8.145-75 «ГСИ. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерения объёмного расхода жидкости в диапазоне от 3*10-6 до 2*103 м3/с»;

- ГОСТ 8.017-79 «ГСИ. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерения избыточного давления до 250 МПа»;

Лист № 7

Всего листов 7

- ГОСТ 8.129-99 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения времени и частоты»;

- ГОСТ 8.395- 80 «ГСИ. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования»;

- ГОСТ Р 8.663-2009 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения силы».

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.

Развернуть полное описание