Назначение
Система измерительная «ЭЛВИС-экспресс» (далее по тексту - система) предназначена для измерений напряжения и силы тока произвольной формы, частоты переменного тока и количества импульсов, а также для регистрации и отображения результатов измерений и расчетных величин.
Описание
Принцип действия системы основан на преобразовании аналоговых сигналов от датчиков физических величин (не входящих в состав системы) в цифровой код, обработке информации во встроенном контроллере и выдачи ее на монитор и на внешние устройства в виде, удобном для пользователя.
Функционально система включает в себя измерительные каналы (ИК):
ИК силы тока произвольной формы;
ИК напряжения произвольной формы;
ИК частоты периодически изменяющихся токов и напряжений;
ИК количества импульсов.
Количество ИК составляет 56. Каждый ИК может быть настроен на любой из указанных видов измерений.
При измерении силы тока измеряемый ток проходит через нагрузочный резистор, находящийся в устройстве согласования внешних сигналов, напряжение с которого поступает на вход устройства сбора данных с последующим вычислением в контроллере значений измеряемой величины в соответствии с характеристикой первичного преобразователя физической величины.
При измерении напряжения в диапазоне от минус 10 до плюс 10 В измеряемое напряжение поступает на вход устройства сбора данных, с последующим вычислением в контроллере значений измеряемой величины в соответствии с характеристикой первичного преобразователя физической величины.
При измерении напряжения в диапазоне от минус 20 до плюс 20 В измеряемое напряжение поступает на вход устройства сбора данных через делитель, находящийся в устройстве согласования внешних сигналов, с последующим вычислением в контроллере значений измеряемой величины в соответствии с характеристикой первичного преобразователя физической величины.
При измерении напряжения в диапазоне от минус 300 до плюс 300 В измеряемое напряжение поступает на вход устройства сбора данных через делитель, находящийся в коннекторном блоке TB-4300B, с последующим вычислением в контроллере значений измеряемой величины в соответствии с характеристикой первичного преобразователя физической величины.
При измерении количества импульсов сигнал поступает на вход устройства сбора данных, с последующим вычислением в контроллере значений соответствующих физических величин (например, угла поворота и скорости вращения колесной пары).
При измерении частоты периодически изменяющихся токов и напряжений производится математическая обработка массива значений силы тока или напряжения с помощью преобразования Фурье.
Конструктивно система состоит из устройств согласования внешних сигналов (УСВС), устройств сбора данных, контроллера, сенсорного монитора и клавиатуры.
Система состоит из набора отдельных блоков настольного исполнения, объединенных соединительными кабелями. Устройства сбора данных и контроллер расположены в крейте
Лист № 2 Всего листов 7
PXI. Монитор и клавиатура прикреплены к крейту и составляют с ним единое целое. УСВС представляют из себя отдельные блоки.
Конфигурация системы приведена в таблице 1. Таблица 1
| Компонент | Описание |
| УСВС | До 7 шт. |
| Устройства сбора данных | NI PXIe-4300 (8 каналов, 250000 замеров/с) - 7 шт.; коннекторные блоки TB-4300B - 3 шт. и TB-4300 - 7 шт. |
| Контроллер | NI PXIe-8135 (процессор Core i7-3610QE 2.3 ГГц, HDD 500 GB 2.5” SATA, ОС Windows 7, ПО на базе LabVIEw) - 1 шт. |
| Крейт | PXIe-1082, 8-Slot 3U PXI Express |
| Монитор и клавиатура | NI PMA-1115: Portable PXI Monitor and English Keyboard Accessory for 8-Slot PXI Chassis |
УСВС содержат в себе входные и выходные разъемы, нагрузочные резисторы, резисторные делители и блоки питания для питания датчиков и других первичных преобразователей. Каждому из семи устройств сбора данных соответствует свое УСВС. Каждому ИК соответствует свой входной разъем, свой набор нагрузочных резисторов и свой резисторный делитель.
Нагрузочные резисторы смонтированы внутри корпуса УСВС в печатных платах. Обеспечена возможность их коммутации с помощью переключателей для получения требуемых значений нагрузочного сопротивления каждого канала.
По условиям эксплуатации система удовлетворяет требованиям гр. 2 ГОСТ 22261-94 с диапазоном рабочих температур от 10 до 30 °С, без предъявления требований к транспортированию в упакованном виде.
Внешний вид крейта РХ1 приведён на рисунке 1.
Рисунок 2 - Внешний вид УСВС
Внешний вид УСВС и место для наклейки приведены на рисунке 2.
Место пломбировки от несанкционированного доступа предусмотрено на крепежном болте задней панели УСВС.
Программное обеспечение
Включает общее и специальное программное обеспечение (ПО). В состав общего ПО входит операционная система «Windows 7».
В состав специального ПО входят:
- набор разработчика прикладного программного обеспечения NI Developer Suite, включающий в себя среду графического программирования LabVIEW, содержащую, в том числе, готовые функции управления и обмена данными с аппаратными средствами сбора данных и библиотеки функций для обработки и анализа измеренных данных;
- драйверы устройств;
- ПО для проведения измерений и цифровой обработки информации, созданное с использованием средств LabVIEW;
- ПО для автоматизации поверки системы, созданное с использованием средств LabVIEW.
Метрологически значимую часть ПО составляют программные модули (виртуальные приборы), созданные средствами LabVIEW, обеспечивающие расчет частоты, средних значений, постоянной времени, приведенной погрешности, а так же калибровочные константы, содержащиеся в текстовом файле.
Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 2.
Таблица 2
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| 1 | 2 |
| Программный модуль расчета частоты сигнала |
| идентификационное наименование ПО | Ffft.vi |
| номер версии (идентификационный номер) ПО | v. 14.0 rev 4 |
| цифровой идентификатор ПО | 72b479b774f87a75b2713a2e5cd388d1 |
| алгоритм вычисления идентификатора ПО | MD5 |
| Программный модуль расчета среднего значения сигнала |
| идентификационное наименование ПО | Среднее^ |
| номер версии (идентификационный номер) ПО | v. 14.0 rev 3 |
| цифровой идентификатор ПО | 87d0ef5fdb0a977a2aa0f5da1859726c |
| алгоритм вычисления идентификатора ПО | MD5 |
| 1 | 2 |
| Программный модуль расчета постоянной времени |
| идентификационное наименование ПО | Tconst.vi |
| номер версии (идентификационный номер) ПО | v. 14.0 rev 2 |
| цифровой идентификатор ПО | 13b6c9d47b03c1799e632138c3f367ac |
| алгоритм вычисления идентификатора ПО | MD5 |
| Программный модуль расчета приведенной погрешности |
| идентификационное наименование ПО | Погрешность^ |
| номер версии (идентификационный номер) ПО | v. 14.0 rev 15 |
| цифровой идентификатор ПО | d2567cb48e202aef9ae679c0d6d5b539 |
| алгоритм вычисления идентификатора ПО | MD5 |
| Файл калибровочных констант - значений величины сопротивления нагрузочных резисторов |
| идентификационное наименование ПО | rlist.txt |
| номер версии (идентификационный номер) ПО | 20.03.2015 |
| цифровой идентификатор ПО | 1a627401dd7bb8ad5a2521caad4463d4 |
| алгоритм вычисления идентификатора ПО | MD5 |
Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных и непреднамеренных изменений. Метрологически значимая часть ПО защищена паролем. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «Высокий» по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Основные метрологические технические характеристики системы приведены в таблице 3. Таблица 3
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазон измерений напряжения произвольной формы, В | от минус 300 до 300 |
| Пределы допускаемой приведенной (к диапазону измерений (ДИ)) погрешности измерений напряжения в диапазоне от минус 300 до 300 В, % | ± 0,1 |
| Количество ИК напряжения в диапазоне от минус 300 до плюс 300 В | от 0 до 24 |
| Диапазон измерений напряжения произвольной формы, В | от минус 10 до 10 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ДИ) погрешности измерений напряжения в диапазоне от минус 10 до 10 В, % | ± 0,05 |
| Количество ИК напряжения в диапазоне от минус 10 до 10 В | от 0 до 56 |
| Диапазон измерений напряжения произвольной формы, В | от минус 20 до 20 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ДИ) погрешности измерений напряжения в диапазоне от минус 20 до 20 В, % | ± 0,1 |
| Количество ИК напряжения в диапазоне от минус 20 до 20 В | от 0 до 56 |
| Диапазон измерений силы тока произвольной формы при нагрузочном сопротивлении 3,6 Ом, мА | от минус 500 до 500 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ДИ) погрешности измерений силы тока в диапазоне от минус 500 до 500 мА при нагрузочном сопротивлении 3,6 Ом, % | ± 0,25 |
| Диапазон измерений силы тока произвольной формы при нагрузочном сопротивлении 10 Ом, мА | от минус 500 до 500 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ДИ) погрешности измерений силы тока в диапазоне от минус 500 до 500 мА при нагрузочном сопротивлении 10 Ом, % | ± 0,15 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазоны измерений силы тока произвольной формы при нагрузочном сопротивлении 20 Ом, мА | от минус 200 до 200 от минус 100 до 100 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ДИ) погрешности измерений силы тока в диапазонах от минус 200 до 200 мА и от минус 100 до 100 мА при нагрузочном сопротивлении 20 Ом, % | ± 0,15 |
| Диапазоны измерений силы тока произвольной формы при нагрузочном сопротивлении 50 Ом, мА | от минус 100 до 100 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ДИ) погрешности измерений силы тока в диапазоне от минус 100 до 100 мА при нагрузочном сопротивлении 50 Ом, % | ± 0,15 |
| Диапазон измерений силы тока произвольной формы при нагрузочном сопротивлении 200 Ом, мА | от минус 50 до 50 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ДИ) погрешности измерений силы тока в диапазоне от минус 50 до 50 мА при нагрузочном сопротивлении 200 Ом, % | ± 0,25 |
| Количество ИК силы тока | от 0 до 56 |
| Постоянная времени при измерении силы тока и напряжения произвольной формы, мкс, не более | 25 и 5 при частоте среза фильтра 10 и 100 кГц, соответственно |
| Диапазоны измерений частоты периодически изменяющихся токов и напряжений, Гц | от 10 до 5000 при частоте среза фильтра 10 кГц; от 10 до 35000 при частоте среза фильтра 100 кГц |
| Пределы допускаемой приведенной (к ДИ) погрешности измерений частоты периодически изменяющихся токов и напряжений, % | ± 0,05 |
| Количество ИК частоты периодически изменяющихся токов и напряжений | от 0 до 56 |
| Верхний предел измерений количества импульсов с частотой следования от 0 до 5000 Гц, шт., не менее | 2,5107 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения количества импульсов, шт. | ± 3 |
| Количество ИК количества импульсов | от 0 до 56 |
| Общее количество ИК напряжения произвольной формы, силы тока произвольной формы, частоты периодически изменяющихся токов и напряжений и количества импульсов | 56 |
| Г абаритные размеры (ширина х глубина х высота), мм, не более: крейта PXI-1082 в комплекте с монитором и клавиатурой - в рабочем положении - в закрытом положении УСВС | 397X280X520 397X280X238 445X270X133 |
| Масса системы с комплектом кабелей, кг, не более | 100 |
| Параметры электропитания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц - потребляемая мощность, В А, не более | 220 ± 22 50 ± 0,5 1200 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Рабочие условия эксплуатации: | |
| - температура окружающего воздуха, °С | от 10 до 30 |
| - относительная влажность воздуха (при температуре 25 °С), | |
| %, | от 50 до 80 |
| - атмосферное давление, кПа | от 96 до 104 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист паспорта методом компьютерной графики и на верхнюю панель УСВС в виде бумажной наклейки.
Комплектность
В комплект поставки входят: система - 1 шт.;
паспорт АСК.100.14 ПС - 1 шт.; методика поверки АСК.100.14 ИС3 - 1 шт.
Поверка
осуществляется по документу АСК.100.14 ИС3 «Система измерительная «ЭЛВИС-экспресс». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФБУ «ГНМЦ Минобороны России» 06.04.2015 г. Основные средства поверки:
- калибратор универсальный Н4-6 (рег. № 16690-97): диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока от минус 2 до 2 В, пределы допускаемой погрешности ± (0,005 %U + 6 мкВ); диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока от минус 20 до 20 В, пределы допускаемой погрешности ± (0,005 %U + 100 мкВ); диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока от минус 1000 до 1000 В, пределы допускаемой погрешности ± (0,006 %U + 12 мВ); диапазон воспроизведения силы постоянного тока от минус 20 до 20 мА, пределы допускаемой погрешности ± (0,01 %I + 0,6 мкА), где I - значение воспроизводимой силы тока, А; диапазон воспроизведения силы постоянного тока от минус 2 до 2 А, пределы допускаемой погрешности ± (0,015 %I + 0,1 мА);
- частотомер электронно-счетный Ч3-64 (рег. № 9135-83): диапазон частот следования импульсных сигналов от 0 до 150 МГц, пределы допускаемой абсолютной погрешности счета импульсов ± 1;
- генератор импульсов Г5-60 (рег. № 5463-76): период повторения одинарных импульсов от 0,1 мкс до 10 с, пределы допускаемой абсолютной погрешности установки периода повторения одинарных импульсов ± 110-6 Т, где Т - установленный период повторения, длительность фронта импульсов не более 10 нс.
Сведения о методах измерений
«Система измерительная «ЭЛВИС-экспресс». АСК.100.14 ПС».
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерительной «ЭЛВИС-экспресс»
1. ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
2. ГОСТ 8.027-2001 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы».
3. ГОСТ 8.022-91 «ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 1-10-16 до 30 А».
4. ГОСТ 8.129-2013 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты».
61331-15: Описание типа СИСкачать156.8 Кб