Назначение
Система измерительная ИС-1-Ц17Г3-М (далее - ИС-1-Ц17Г3-М, Система) предназначена для измерений параметров авиационной техники с целью подтверждения их огнестойкости и огненепроницаемости: силы; абсолютного, избыточного, разности давления газообразных и жидких сред; напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температур газообразных и жидких сред в диапазоне преобразований ПП термоэлектрического типа; температуры, измеренной термоэлектрическими преобразователями типа ТХА (K), THH (N); сопротивления постоянному току, соответствующего значениям температур газообразных и жидких сред в диапазоне преобразований ПП терморезистивного типа; температуры, измеренной термопреобразователями сопротивления терморезистивного типа 100П, 100Pt; разности температур воды на выходе и входе калориметрической трубки; температуры воздуха в боксе; объёмного расхода топлива, масла; объемного расхода воды; относительной влажности воздуха в боксе; частоты электрического сигнала, а также для отображения результатов измерений и расчетных величин и их регистрации при испытаниях на стенде Ц-17Г3 ФАУ «ЦИАМ им. П. И. Баранова», г. Лыткарино Московской области.
Описание
Конструктивно Система включает в себя стойку приборную, автоматизированное рабочее место/станция сбора данных, сервер хранения и обработки данных (АРМ/ССД/Сервер), источники бесперебойного питания, монитор, первичные преобразователи физических величин, аналого-цифровые преобразователи.
Функционально ИС-1-Ц17Г3-М включает в себя следующие измерительные каналы (ИК):
- ИК силы;
- ИК абсолютного, избыточного, разности давления газообразных и жидких сред;
- ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температур газообразных и жидких сред в диапазоне преобразований ПП термоэлектрического типа;
- ИК температуры, измеренной термоэлектрическими преобразователями типа ТХА (K), THH (N);
- ИК сопротивления постоянному току, соответствующего значениям температур газообразных и жидких сред в диапазоне преобразований ПП терморезистивного типа;
- ИК температуры, измеренной термопреобразователями сопротивления терморезистивного типа 100П, 100Pt;
- ИК разности температур воды на выходе и входе калориметрической трубки;
- ИК температуры воздуха в боксе;
- ИК объемного расхода топлива, масла;
- ИК объемного расхода воды;
- ИК относительной влажности воздуха в боксе;
- ИК частоты электрического сигнала.
Часть ИК не содержит первичных преобразователей, которые поставляются в составе испытываемого компрессора и подсоединяются к Системе только на период испытаний.
ИК силы
Принцип действия ИК состоит в том, что под действием приложенной силы происходит деформация упругого элемента датчика, на котором наклеен тензорезисторный мост. Деформация упругого элемента вызывает разбаланс тензорезисторного моста. Электрический сигнал разбаланса моста поступает в преобразователь для аналого-цифрового преобразования, обработки и индикации результатов измерений. Преобразователь имеет интерфейс RS 232/485 для подключения динамометра к персональному компьютеру. Результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
ИК абсолютного, избыточного, разности давления газообразных и жидких сред
Принцип действия ИК с манометрами цифровыми прецизионными МЦП-2М, барометром рабочим сетевым БРС-1М-3 основан на преобразовании абсолютного давления в частотный электрический сигнал. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды, с последующим вычислением в компьютере базового давления по градуировочной характеристике ИК, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
Принцип действия ИК с датчиками давления типа Метран, БД, МТ, Зонд основан на зависимости выходного сигнала датчиков давления от деформации чувствительного элемента датчика, вызванной воздействием измеряемого давления, и последующего преобразования его в унифицированный токовый выходной сигнал. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды (с учетом индивидуальной градуировочной характеристики первичного преобразователя), используя модули MC-114C2/MC-114 в составе комплекса регистрирующего MIC-036R, с последующим вычислением в компьютере избыточного давления жидкости по градуировочной характеристике ИК, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температур газообразных и жидких сред в диапазоне преобразований ПП термоэлектрического типа
Принцип действия ИК основан на измерении напряжения постоянного тока, возникающего в термоэлектродных проводах первичного преобразователя (ПП) от разности температур между «горячим» и «холодным» спаями. В ИК на базе многоканальных измерителей температур MIC-140 термоэлектродвижущая сила (ТЭДС) термопар измеряется встроенным в MIC-140 измерительным модулем путем преобразования ее в цифровой код измеряемой температуры с учетом температуры «холодных» спаев. Учет температуры «холодных» спаев термопар производится с учетом градуировочной характеристики ПП, установленного в корпусе на входе MIC-140. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением в компьютере значений температуры по градуировочной характеристике ИК, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
ИК температуры, измеренной термоэлектрическими преобразователями типа ТХА (К), THH (N)
В ИК на базе многоканальных измерителей температур MIC-140 термоэлектродвижущая сила (ТЭДС) термопар измеряется встроенным в MIC-140 измерительным модулем путем преобразования ее в цифровой код измеряемой температуры с учетом температуры «холодных» спаев. Учет температуры «холодных» спаев термопар производится с учетом градуировочной характеристики ПП, установленного в корпусе на входе MIC-140. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением в компьютере значений температуры по градуировочной характеристике ИК, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
ИК сопротивления постоянного тока, соответствующего значениям температур газообразных и жидких сред в диапазоне преобразований ПП терморезистивного типа
Принцип действия ИК основан на функциональной зависимости сопротивления термопреобразователя от температуры окружающей среды. Сигнал от ПП посредством соединительных линий через блок коммутации МЕ-003 подается на модуль измерения сопротивлений MC-227Rx. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением в компьютере значений температуры по градуировочной характеристике ИК, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
ИК температуры, измеренной термопреобразователями сопротивления терморезистивного типа 100П, 100Pt
Принцип действия ИК основан на функциональной зависимости сопротивления термопреобразователя от температуры окружающей среды. Сигнал от ПП посредством соединительных линий через блок коммутации МЕ-003 подается на модуль измерения сопротивлений MC-227Rx. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением в компьютере значений температуры по градуировочной характеристике ИК, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
ИК разности температур воды на выходе и входе калориметрической трубки реализован двумя методами:
- первый метод основан на функциональной зависимости сопротивления платиновых вибропрочных термопреобразователей сопротивления от температуры окружающей среды. Сигнал от ПП посредством соединительных линий подаётся на вторичное оборудование (термометр цифровой эталонный). Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением в компьютере значений температуры, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов;
- второй метод основан на следующем: сигнал с выхода мостовой схемы, пропорционально разности измеряемых температур, усиливается кондиционером сигнала КС-1 и далее поступает в модуль МС 114, где преобразуется в соответствующий цифровой код с последующим вычислением в компьютере значений температуры, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
ИК относительной влажности воздуха в боксе; ИК температуры воздуха в боксе.
Принцип действия ИК основан на измерении и непрерывном преобразовании температуры и относительной влажности ПП в унифицированный электрический выходной сигнал постоянного тока. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды (с учетом индивидуальной градуировочной характеристики первичного преобразователя), используя модули MC-114C2, с последующим вычислением в компьютере относительной влажности и температуры по градуировочной характеристике ИК, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
ИК объёмного расхода топлива, масла и ИК объемного расхода воды
Принцип действия ИК основан на зависимости частоты вращения ротора турбинного расходомера от объемного расхода топлива. Электрический сигнал с ПП поступает на нормализатор сигналов МЕ-402, преобразуется и передается на модуль измерения частоты MC-451. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением в компьютере значения объёмного расхода по градуировочной характеристике ИК, результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.
ИК частоты электрического сигнала
Принцип действия ИК основан на преобразовании частоты вращения ротора компрессора в электрический сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна частоте вращения ротора. Электрический сигнал с преобразователя поступает на нормализатор сигналов МЕ-402, преобразуется и передается на модуль измерения частоты MC-451.
Общий вид составных частей Системы представлен на рисунках 1-13.
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Заводской номер (№ 001) наносится в форме информационной таблички на стойку и коммутационный шкаф (рисунок 13).
Рабочее место оператора представлено на рисунке 12.
Защита от несанкционированного доступа к компонентам ИС-1-Ц17Г3-М обеспечивается:
- ограничением доступа к месту установки Системы;
- запиранием ключом замков на дверях элементов Системы (рисунок 11).
Рисунок 1 - Стойка приборная с расположенными на ней ПП
Рисунок 2 - Гребёнка с термоэлектрическими преобразователями ТХА (K), THH (N)
Рисунок 4 - Датчики давления, разрежения и разности давлений Метран
Рисунок 3 - Преобразователи давления
ЗОНД-20
Рисунок 6 - Термопреобразователи сопротивления ТС
Рисунок 5 - Комплекс для измерения температуры магистрально-модульный MIC-140
Рисунок 8 - Барометр рабочий сетевой
БРС-1М
Рисунок 7 - Нормализаторы сигналов ME-402
Рисунок 10 - Комплекс измерительновычислительный MIC-036R
Рисунок 9 - Преобразователи расхода турбинные ТПР
Рисунок 11 - Замок и ключ шкафа ИС
Рисунок 12 - Рабочее место оператора
Рисунок 13 - Информационная табличка с заводским номером
Программное обеспечение
Включает общесистемное и функциональное программное обеспечение (ПО).
В состав общесистемного ПО входит операционная система Windows 10 Pro (32 и 64-разрядные версии) и пакет прикладных офисных программ Microsoft Office 2016 Standard (32 и 64-разрядные версии). В состав функционального ПО (далее - ФПО) входит программное обеспечение «Recorder». Метрологически значимой частью ФПО является программный модуль scales.dll.
Идентификационные данные ФПО приведены в таблице 1.
Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077- 2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ФПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Наименование ПО | «Recorder» |
| Идентификационное наименование ПО | Recorder.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 3.4.0.16a |
| Цифровой идентификатор ПО | E6661D3D |
| Алгоритм вычисления идентификатора ПО | CRC32 по IEEE 1059-1993 |
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики ИС-1-Ц17Г3-М приведены в таблицах 2 - 3.
Таблица 2 - Метрологические характеристики ИС-1-Ц17Г3-М
| Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов) | Измеряемые величины | Диапазон измерений | Пределы допускаемых погрешностей | Кол- во ИК |
| ИК силы | Сила | от 0 до 10 кН | 6: ± 0,3 % от ИЗ | 4 |
| от 0 до 20 кН | 6: ± 0,3 % от ИЗ |
| ИК абсолютного, избыточного, разности давления газообразных и жидких сред | Давление избыточное | от 0 до 600 кПа | у: ± 0,75 % от ВП | 4 |
| от 0 до 1000 кПа | 3 |
| от 0 до 2500 кПа | 6 |
| от 0 до 6000 кПа | 2 |
| от 0 до 7000 кПа | 4 |
| от 0 до 10000 кПа | 6 |
| от 0 до 20000 кПа | 6 |
| от 0 до 30000 кПа | 6 |
| от 0 до 10 кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 2 |
| от 0 до 100 кПа | 2 |
| от 0 до 160 кПа | 4 |
| от 0 до 250 кПа | 3 |
| от 0 до 400 кПа | 3 |
| от 0 до 630 кПа | 3 |
| от 0 до 1000 кПа | 3 |
| от 0 до 1600 кПа | 2 |
| от 0 до 2500 кПа | 2 |
| от 0 до 6000 кПа | 3 |
| от 0 до 980,7 кПа | у: ± 0,75 % от ВП | 2 |
| от 0 до 3922,7 кПа | 2 |
| Давление абсолютное | от 0,6 до 130 кПа | Д: ± 20 Па | 1 |
| Разность давлений | от 0 до 1,6 кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 2 |
| от 0 до 2,5 кПа | 1 |
| от 0 до 6,3 кПа | 3 |
| от 0 до 10 кПа | 6 |
| от 0 до 40 кПа | 6 |
| ИК абсолютного, избыточного, разности давления газообразных и жидких сред | Разность давлений | от 0 до 6,3 кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 3 |
| от 0 до 10 кПа | 6 |
| от 0 до 40 кПа | 6 |
| от 0 до 63 кПа | 2 |
| от 0 до 160 кПа | 2 |
| от 0 до 250 кПа | 10 |
| от 0 до 1600 кПа | 2 |
| Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов) | Измеряемые величины | Диапазон измерений | Пределы допускаемых погрешностей | Кол- во ИК |
| ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температур газообразных и жидких сред в диапазоне преобразований ПП термоэлектрического типа | Напряжение постоянного тока | от -2 до +55 мВ от -10 до +68 мВ | у: ± 0,05 % от ДИ | 96 |
| от 0 до 14 мВ | у: ± 0,08 % от ДИ |
| ИК температуры, измеренной термоэлектрическими преобразователями типа ТХА (K), ТНН (N) | Температура | от -40 °С до +330 °С | у: ± 1 % от ВП | 14 |
| от +330 °С до +1200 °С | 6: ± 1 % от ИЗ |
| ИК сопротивления постоянному току, соответствующего значениям температур газообразных и жидких сред в диапазоне преобразований ПП терморезистивного типа | Сопр отивление электрического тока | от 10 до 200 Ом | у: ± 0,08 % от ДИ | 16 |
| ИК температуры, измеренной термопреобразователями сопротивления терморезистивного типа 100П, 1000П | Температура | от -40 °С до +230 °С | Д: ± 2,0 °С | 10 |
| от -30 °С до +50 °С | Д: ± 1,0 °С | 4 |
| от +5 °С до +25 °С | Д: ± 0,3 °С | 2 |
| ИК разности температур воды на выходе и входе калориметрической трубки | Температура | от 0 °С до 10 °С | Д: ± 0,15 °С | 1 |
| ИК температуры воздуха в боксе | Температура | от -40 °С до +110 °С | Д: ± 0,5 °С | 1 |
| ИК относительной влажности воздуха в боксе | Относительная влажность | от 5 % до 98 % | у: ± 2 % от ВП | 1 |
| ИК объемного расхода топлива, масла | Объёмный расход | от 10,8 до 14400 л/ч | 6: ± 0,5 % от ИЗ | 12 |
| ИК объемного расхода воды | Объёмный расход | от 10,8 до 2160 л/ч | 6: ± 1,2 % от ИЗ | 4 |
| ИК частоты электрического сигнала | Частота | от 50 до 1500 Гц | 6: ± 0,1 % от ИЗ | 16 |
| Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов) | Измеряемые величины | Диапазон измерений | Пределы допускаемых погрешностей | Кол- во ИК |
| Примечания: 1 ИК - измерительный канал; 2 ВП - верхний предел измерения; 3 ИЗ - измеряемое значение; 4 ДИ - диапазон измерения; 5 ПП - первичный преобразователь; 6 y - приведенная погрешность, %; 7 5 - относительная погрешность, %; 8 А - абсолютная погрешность в единицах измеряемой величины. | |
Таблица 3 - Основные технические характеристики Системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: |
| - напряжение постоянного тока, В - частота переменного тока, Г ц | 230 ± 23 50 ± 1 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более: | 3 |
| Габаритные размеры составных частей средства измерений, мм, (ширина*высотахглубина), не более: |
| - стойка приборная - шкаф коммутационный - измеритель температур MIC-140 - комплекс измерительно-вычислительный MIC-036R - источник бесперебойного питания - автоматизированное рабочее место/станция сбора данных/сервер хранения и обработки данных (АРМ/ССД/Сервер) | 2100x600x800 800x600x300 300 x 390 x 98 622 x 458 x 187 355 x 211 x 320 289 x 320 x 154 |
| 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, ч | 5000 |
| Вероятность безотказной работы системы в течение сеанса измерений максимальной продолжительностью 8 часов | 0,9984 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на эксплуатационную документацию и на верхний левый угол стойки в виде наклейки.
Комплектность
Комплектность средства измерений указана в таблице 4.
аблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Кол-во | Примечание |
| Блок коммутационный | 1 шт. | |
| Динамометры ТМ | 4 шт. | |
| Манометр цифровой прецизионный МЦП-2М | 1 шт. | |
| Барометр рабочий сетевой БРС-1М | 1 шт. | |
| Наименование | Кол-во | Примечание |
| Датчики давления БД-2 | 4 шт. | |
| Датчики давления ЗОНД-20 | 37 шт. | |
| Преобразователи давления Метран | 37 шт. | 100 ДД, 150 СД1, 150 СД4, 150 ТВ3 |
| Преобразователи давления МТ-100М | 24 шт. | |
| Кондиционер сигналов КС-1 | 1 шт. | |
| Термопреобразователи сопротивления ТС-1388В | 10 шт. | |
| Термометры сопротивления эталонные платиновые ПТСВ | 4 шт. | ПТСВ-6КМ-3 |
| Термометр цифровой эталонный ТЦЭ | 1 шт. | ТЦЭ-005/М2 |
| Термопреобразователи сопротивления HEL 712-U | 4 шт. | |
| Термопреобразователи сопротивления HEL 716-U | 2 шт. | |
| Преобразователь термоэлектрический ХА, тип K, кл. допуска 2 | 7 шт. | |
| Преобразователь термоэлектрический HH, тип N, кл. допуска 2 | 7 шт. | |
| Преобразователи расхода турбинные ТПР1 ... ТПР14 | 14 шт. | ТПР1, ТПР-2, ТПР-3, ТПР-4, ТПР-5, ТПР-6, ТПР-7, ТПР-8, ТПР-9, ТПР-10, ТПР-11, ТПР-12, ТПР-13, ТПР-14 |
| Расходомеры турбинные HO | 2 шт. | |
| Преобразователь температуры и влажности ИПТВ-206 | 1 шт. | |
| Комплекс измерительно-вычислительный MIC-036R (в составе измерительных модулей МС-114, МС-114С2, MC-227Rx, МС-451, нормализаторы сигналов одноканальные МЕ-402) | 1 шт. | |
| Комплекс для измерения температуры магистральномодульные MIC-140 | 1 шт. | 96-канальный |
| Термопреобразователи сопротивления ТС | шт. | |
| Стойка приборная | 1 шт. | |
| Автоматизированное рабочее место/станция сбора данных, сервер хранения и обработки данных (АРМ/ССД/Сервер) | 1 шт. | |
| Источники бесперебойного питания | 1 шт. | |
| Монитор | 1 шт. | |
| Программа управления комплексом MIC Recorder. | 1 шт. | |
| Руководство по эксплуатации. | 1 экз. | ИС-1-Ц17Г3-М РЭ |
| Методика поверки | 1 экз. | - |
Сведения о методах измерений
Приведены в разделе 2 руководства по эксплуатации ИС-1-Ц17Г3-М РЭ.
Нормативные документы
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 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 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 ноября 2024 г. № 2712 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
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 21 ноября 2023 г. № 2415 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений влажности газов и температуры конденсации углеводородов»;
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 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 22 октября 2019 г. № 2498 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы».
