Назначение
Система измерительная испытательного стенда вертолетного редуктора ВР-252 «Редуктор-3» (далее - система) предназначена для измерений температуры, давления жидкости, расхода жидкости, частоты вращения, крутящего момента силы, напряжения, силы и мощности переменного электрического тока, интервалов времени, а также для регистрации и отображения результатов измерений и расчетных величин.
Описание
Конструктивно система представляет собой два электромонтажных шкафа: шкаф №1 и шкаф №2.
В электромонтажном шкафу №1 размещены:
- 9-ти слотовое шасси с промышленным контроллером и модулями аналогового ввода/вывода измерительной платформы NI PXIe (1 шт.);
- 1-канальный блок согласования сигналов от датчика расхода с установленным модулем типа SCM5B45-02D (1 шт.);
- 8-ми канальный блок согласования сигналов от датчиков крутящего момента и частоты вращения с установленными модулями типа SCM5B45-06D и SCM5B45-04D (1 шт.);
- 10-портовый сетевой коммутатор DGS-1210-10 (1 шт.);
- источник бесперебойного питания UPS VH Series 1000 (1 шт.);
- стабилизированный источник питания ЕP1311-1SH13 (1 шт.);
- стабилизированный источник питания, 4-х канальный, БП14Б-Д.4-24 (1 шт.);
- клеммные блоки;
- комплект соединительных монтажных кабелей.
В электромонтажном шкафу № 2 размещены:
- 6-ти слотовое шасси с промышленным контроллером и модулями аналогового ввода/вывода измерительной платформы NI PXI (1 шт.);
- 8-ми слотовое шасси с промышленным контроллером и модулями распределенного ввода/вывода и промышленного управления линейки NI cRIO (1 шт.);
- 8-канальный блок гальванической развязки сигналов напряжения до ±10В с установленными модулями типа SCM5B49-05D (1 шт.);
- датчик напряжения LEM CV3-500 (2 шт.)
- источник бесперебойного питания UPS VH Series 1000 (1 шт.);
- стабилизированный источник питания 6EP1333-2BA20 (1 шт.);
- стабилизированный источник питания 6ЕP1311-1SH13 (1 шт.);
- стабилизированный источник питания 6ЕP1352-1SH03 (2 шт.);
- клеммные блоки;
- комплект соединительных монтажных кабелей.
Промышленные контроллеры, установленные в электромонтажных шкафах №1 и №2, соединены со стационарным персональным компьютером, расположенным на рабочем месте оператора испытаний, через 10-ти портовый сетевой коммутатор с помощью стандартных сетевых кабелей Ethernet.
Первичные измерительные преобразователи (датчики) измерительных каналов (ИК) установлены на испытательном стенде и с помощью измерительных кабелей подключены к соответствующим модулям ввода/вывода сигналов через клеммные блоки электромонтажных шкафов. Функционально система состоит из:
- ИК температуры;
- ИК давления жидкости;
- ИК расхода жидкости;
- ИК частоты вращения;
- ИК крутящего момента силы;
- ИК напряжения, силы и мощности переменного электрического тока;
- ИК интервалов времени (таймер).
ИК температуры
В состав системы входят ИК температуры с термометрами сопротивления.
Принцип действия ИК основан на измерении падения напряжения постоянного тока на термометре, сопротивление которого изменяется в зависти от измеряемой температуры. ИК выполнен по четырехпроводной схеме. По одной паре проводов осуществляется питание термометра стабилизированным постоянным током. Другая пара проводов подключает сигнал от термометра (напряжение постоянного тока) к входу измерительного усилителя. Выходной сигнал усилителя преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемого сопротивления термометра по известной градуировочной характеристике ИК. Далее измеренное сопротивление термометра преобразуется с использованием таблицы его номинальной статической характеристики (НСХ) из ГОСТ Р 8.6252006, внесенной в память контроллера, в значение измеряемой температуры.
ИК давления жидкости
Принцип действия ИК основан на преобразовании давления жидкости, воздействующего на чувствительный элемент датчика давления, в электрический сигнал (сила постоянного тока) пропорциональный измеряемому давлению. Токовый сигнал на нагрузочном резисторе преобразуются в напряжение постоянного тока и поступает на вход измерительного усилителя. Выходной сигнал усилителя преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемого давления по известной градуировочной характеристике ИК.
ИК расхода жидкости
Принцип действия ИК основан на преобразовании измеряемого расхода жидкости датчиком генераторного типа (турбинным преобразователем расхода) в электрический сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна измеряемой величине. Сигнал от датчика поступает на вход преобразователя, у которого выходной сигнал напряжения постоянного тока пропорционален частоте входного сигнала. Сигнал напряжения постоянного тока преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемой частоты сигнала по известной градуировочной характеристике ИК.
Далее измеренное значение частоты сигнала датчика преобразуется с использованием внесенных в память контроллера коэффициентов индивидуальной функции преобразования датчика в значение измеряемого объемного расхода жидкости.
ИК частоты вращения
Принцип действия ИК основан на преобразовании измеряемой частоты вращения датчиком в электрический сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна измеряемой величине. Сигнал от датчика поступает на вход преобразователя, у которого выходной сигнал напряжения постоянного тока пропорционален частоте входного сигнала. Сигнал напряжения постоянного тока преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемой частоты сигнала по известной градуировочной характеристике ИК. Далее измеренное значение частоты сигнала датчика преобразуется с использованием внесенного в память контроллера постоянного коэффициента передачи датчика в значение измеряемой частоты вращения.
ИК крутящего момента силы Принцип действия ИК основан на преобразовании датчиком измеряемого крутящего момента в электрический сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна измеряемой величине крутящего момента. Сигнал от датчика поступает на вход преобразователя, у которого выходной сигнал напряжения постоянного тока пропорционален частоте входного сигнала. Сигнал напряжения постоянного тока преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемого крутящего момента силы по известной градуировочной характеристике ИК.
ИК напряжения, силы и мощности переменного электрического тока Принцип действия ИК основан на измерении мгновенных значений сигналов напряжения переменного тока, поступающих от измерительных преобразователей напряжения и силы переменного тока, с формированием массивов измеренных значений. Результаты измерений используются для вычисления контроллером действующих (среднеквадратичных) значений сигналов методом приближенного интегрирования. Далее действующие значения сигналов используются для вычисления действующих значений измеряемого тока и напряжения по известным градуировочным характеристикам ИК.
Активная мощность в цепи переменного тока вычисляется путем приближенного интегрирования произведения одновременно измеренных мгновенных значений напряжения и тока.
ИК интервалов времени (таймер)
Принцип действия таймера основан на подсчете числа импульсов опорного генератора таймера в течение измеряемого промежутка времени (между двумя внешними дискретными сигналами «Пуск» и «Стоп», которые поступают через модуль ввода сигналов). Количество подсчитанных импульсов, деленное на значение опорной частоты, определяет измеряемый интервал времени. Общий вид электромонтажных шкафов №1 и №2, места нанесения знака утверждения типа и знака поверки приведены на рисунках 1, 2.
В конструкции предусмотрена защита от несанкционированного доступа в виде замков на дверцах электромонтажных шкафов №1 и №2.
Рисунок 2 - Общий вид электромонтажного шкафа №2
Знак поверки наносится на дверцу электромонтажного шкафа №1 в виде наклейки и в свидетельство о поверки в виде оттиска клейма.
Программное обеспечение
К метрологически значимым компонентам системы измерительной испытательного стенда вертолетного редуктора ВР-252 «Редуктор-3» (далее - ПО системы) относятся программы «Измерительная станция 1 » (шкаф №1) и «Измерительная станция 2» (шкаф №2), установленные на соответствующих контроллерах.
Программы «Измерительная станция 1 » и «Измерительная станция 2» в формате исполняемого файла «startup.rtexe» устанавливаются на промышленные контроллеры NI PXIe-8840 и NI PXI-8840, размещенные в электромонтажных шкафах №1 и №2, и работают под управлением операционной системы жесткого реального времени NI LabVIEW Real Time.
Обмен служебной информацией и данными между программами нижнего и верхнего уровней осуществляется по проводной локальной сети Ethernet посредством стандартного протокола обмена данными TCP IP.
Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение | Значение |
| Наименование ПО | Измерительная станция 1 | Измерительная станция 2 |
| Идентификационное наименование ПО | va hp252_pxi main.rtexe | va hp252_pxi_power.rtexe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 1.0.19.01 | не ниже 2.0.19.01 |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений температуры масла в поддоне редуктора, °С | от 0 до 100 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры масла в поддоне редуктора, °С | ±2,0 |
| Количество ИК | 1 |
| Диапазон измерений температуры масла на входе в редуктор, °С | от 0 до 115 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры масла на входе в редуктор, °С | ±1,0 |
| Количество ИК | 1 |
| Диапазон измерений температуры масла на выходе из редуктора, °С | от 0 до 115 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры масла на выходе из редуктора, °С | ±1,0 |
| Количество ИК | 1 |
| Диапазон измерений температуры (резервный канал), °С | от 0 до 115 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры (резервный канал), °С | ±1,0 |
| Количество ИК | 1 |
| Диапазон измерений давления масла на входе в редуктор, кПа (кгс/см2) | от 0 до 785 (от 0 до 8 ) |
| Пределы допускаемой приведенной (к верхнему пределу (ВП)) погрешности измерений давления масла на входе в редуктор, % | ±1,0 |
| Количество ИК | 1 |
| Диапазон измерений давления масла в нагнетающей магистрали редуктора, кПа (кгс/см2) | от 0 до 588 (от 0 до 6) |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений давления масла в нагнетающей магистрали редуктора, % | ±1,0 |
| Количество ИК | 1 |
| Диапазон измерений давления жидкости за насосами основной и дублирующей гидросистем, МПа (кгс/см2) | от 0 до 7,85 (от 0 до 80) |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений давления жидкости за насосами основной и дублирующей гидросистем, % | ±2,0 |
| Количество ИК | 2 |
| Диапазон измерений расхода масла при прокачке через редуктор, л/мин | от 105 до 130 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений расхода масла при прокачке через редуктор, % | ±2,5 |
| Количество ИК | 1 |
| Диапазон измерений частоты вращения левого и правого приводных электродвигателей, об/мин | от 0 до 3500 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений частоты вращения левого и правого приводных электродвигателей, % | ±0,2 |
| Количество ИК | 2 |
| Диапазон измерений частоты вращения левого и правого тормозных генераторов, об/мин | от 0 до 3500 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений частоты вращения левого и правого тормозных генераторов, % | ±0,2 |
| Количество ИК | 2 |
| Диапазон измерений крутящего момента силы на валу левого и правого приводных электродвигателей, Н-м (кгс-м) | от 0 до 6865 (от 0 до 700) |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений крутящего момента силы на валу левого и правого приводных электродвигателей, % | ±1,0 |
| Количество ИК | 2 |
| Диапазон измерений крутящего момента силы на валу левого и правого тормозных генераторов, Н-м (кгс-м) | от 0 до 6865 (от 0 до 700) |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений крутящего момента силы на валу левого и правого тормозных генераторов, % | ±1,0 |
| Количество ИК | 2 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений сигнала линейного напряжения левого и правого тормозных генераторов, В | от 0 до 105 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений сигнала линейного напряжения левого и правого тормозных генераторов, % | ±1,5 |
| Количество ИК | 2 |
| Диапазон измерений напряжения на клеммах фаз А, В, С первого и второго бортовых генераторов, В | от 0 до 125 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений напряжения на клеммах фаз А, В, С первого и второго бортовых генераторов, % | ±0,5 |
| Количество ИК | 6 |
| Диапазон измерений напряжения на клеммах фаз А, В, С генератора на валу вентилятора, В | от 0 до 125 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений напряжения на клеммах фаз А, В, С генератора на валу вентилятора, % | ±0,5 |
| Количество ИК | 3 |
| Диапазон измерений тока нагрузки (фазы А, В, С) первого и второго бортовых генераторов, А | от 0 до 150 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений тока нагрузки (фазы А, В, С) первого и второго бортовых генераторов, % | ±1,0 |
| Количество ИК | 6 |
| Диапазон измерений тока нагрузки (фазы А, В, С) генератора на валу вентилятора, А | от 0 до 160 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений тока нагрузки (фазы А, В, С) генератора на валу вентилятора, % | ±1,0 |
| Количество ИК | 3 |
| Диапазон измерений активной мощности нагрузки первого и второго бортовых генераторов, кВт | от 0 до 56 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений активной мощности нагрузки первого и второго бортовых генераторов, % | ±1,2 |
| Количество ИК | 2 |
| Диапазон измерений активной мощности нагрузки генератора на валу вентилятора, кВт | от 0 до 60 |
| Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений активной мощности нагрузки генератора на валу вентилятора, % | ±1,2 |
| Количество ИК | 1 |
| Длительность интервала времени, с | 600 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений длительности интервала времени 600 с, с | ±0,05 |
| Количество ИК | 1 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Г ц | 220±22 50±2 |
| Потребляемая мощность, (не более) В-А, не более: | |
| - электромонтажный шкаф № 1 | 300 |
| - электромонтажный шкаф №2 | 300 |
| Габаритные размеры шкафа № 1 (не более), мм | |
| - длина | 600 |
| - ширина | 600 |
| - высота | 650 |
| Габаритные размеры шкафа № 2 (не более), мм | |
| - длина | 720 |
| - ширина | 600 |
| - высота | 1310 |
| Масса, кг, не более: | |
| - электромонтажный шкаф № 1 | 70 |
| - электромонтажный шкаф №2 | 110 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха при температуре +25°С, % - атмосферное давление, мм рт. ст. | от +10 до +30 до 80 от 626 до 795 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики и на переднюю часть электромонтажного шкафа № 1 в виде наклейки.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Кол-во |
| Шкаф электромонтажный № 1 в составе: Источник бесперебойного питания, выходная мощность 1000 ВА/700 Вт Сетевой коммутатор 10-ти портовый 10/100/1000 Мб (D-Link) | UPS VH Series 1000 DGS-1210-10 | 1 шт. 1 шт. |
| 9-ти слотовое шасси для установки измерительного оборудования платформы NI PXIe | NI PXIe-1078 | 1 шт. |
| Контроллер Core i5 2.7ГГц, двухядерный процессор с ОС реального времени | NI PXIe-8840 | 1 шт. |
| 4-х портовая плата последовательгого интерфейса RS-485/422 | NI PXI-8431/4 | 1 шт. |
| Многофункциональная плата, 16-ти канальное АЦП 24 бита, 48 каналов дискретного ввода/вывода, 4-х канальный ЦАП | NI PXIe-6358 | 1 шт. |
| Терминальный блок для платы NI PXIe-6358 | SCB-68A | 2 шт. |
| Кабель 1 м | SHC68-68-EPM | 2 шт. |
| 8-ми канальная плата АЦП 16 бита с поканальной изоляцией, 250 кГц/канал | NI PXIe-4300 | 1 шт. |
| Наименование | Обозначение | Кол-во |
| Терминальный блок для согласования входов платы NI PXIe-4300 с выходами датчиков 4 .. 20мА | TB-4300C | 1 шт. |
| 20-ти канальная плата АЦП 16 бита для измерения 2-, 3-или 4-проводных резистивных датчиков температуры (RTD) | NI PXIe-4357 | 1 шт. |
| Терминальный блок для платы NI PXIe-4357 | TB-4357 | 1 шт. |
| Модуль аналогового ввода; частотный вход 0 .. 25 кГц; диапазон выходных напряжений 0 В... 10 В | SCM5B45-06D | 4 шт. |
| Модуль аналогового ввода; частотный вход 0 .. 5 кГц ; диапазон выходных напряжений 0 В... 10 В | SCM5B45-04D | 4 шт. |
| Монтажная панель для установки 8-ми модулей типа SCM5B, без мультиплексирования, без CJC, монтаж на DIN-рейку | SCMPB07-3 | 1 шт. |
| Модуль аналогового ввода; частотный вход 0 .. 1 кГц ; диапазон выходных напряжений 0 В... 10 В | SCM5B45-02D | 1 шт. |
| Монтажная панель для установки 1-ого модуля типа SCM5B, без мультиплексирования, без CJC, монтаж на DIN-рейку | SCMPB03-2 | 1 шт. |
| Стабилизированный источник питания, выход 5В постоянного тока | 6ЕР 1311-1SH13 | 1 шт. |
| Блок питания 4-х канальный с выходной мощностью 14 Вт (24 В постоянного тока) | БП14Б-Д.4-24 | 1 шт. |
| Сетевой кабель Ethernet | - | 1 шт. |
| Кабель питания | - | 1 шт. |
| Шкаф электромонтажный № 2 в составе: | | 1 шт. |
| Источник бесперебойного питания, выходная мощность 1000 ВЛ/700 Вт | UPS VH Series 1000 | 1 шт. |
| 6-ти слотовое шасси для установки измерительного оборудования платформы NI PXI | NI PXI-1036 | 1 шт. |
| Контроллер Core i5 2.6ГГц, четырехядерный процессор с ОС реального времени | NI PXI-8840 | 1 шт. |
| 8-ми канальная плата АЦП 16 бита, 250 кГц/канал | NI PXI-6143 | 3 шт. |
| Терминальный блок для платы NI PXIe-4357 | TB-2706 | 3 шт. |
| Шасси с интегрированным контроллером под управлением ОС реального времени | NI cRIO-9035 | 1 шт. |
| 34-х канальный модуль дискретного ввода, 24В | NI9425 | 1 шт. |
| Терминальный блок «под винт» на переднюю панель модуля NI 9475 | NI9923 | 1 шт. |
| 8-ми канальный модуль дискретного вывода, 60В | NI9475 | 1 шт. |
| 25-ти контактный конекторный блок, «под винт» на переднюю панель модуля NI 9475 | NI9924 | 1 шт. |
| 4-х канальный модуль аналогового вывода, ±10 В, 100кГц, ЦАП 16 бит | NI9263 | 2 шт. |
| Защитный кожух для разъема «под винт» на передней панеле модуля NI 9263 | NI9927 | 2 шт. |
| Модуль-заглушка | NI9977 | 4 шт. |
| Модуль гальванической развязки, диапазон напряжений ±10 В | SCM5B49-05 | 8 шт. |
| Монтажная панель для установки 8-ми модулей типа SCM5B, без мультиплексирования, без CJC, монтаж на DIN-рейку | SCMPB07-3 | 1 шт. |
| Стабилизированный источник питания, выход 5В постоянного тока | 6ЕР 1311-1SH13 | 1 шт. |
| Стабилизированный источник питания, выход 15В постоянного тока | 6ЕР 1352-1SH03 | 2 шт. |
| Стабилизированный источник питания, выход 24В постоянного тока | 6ЕР 1333-2BA20 | 1 шт. |
| Сетевой кабель Ethernet | - | 1 шт. |
| Кабель питания | - | 1 шт. |
| Для установки на испытательный стенд: Монтажная панель для установки модуля типа SCM5B Изолированный усилитель по напряжению, диапазон входных напряжений ± 100мВ, диапазон выходных напряжений ± 10В, полоса пропускания 400 Гц Датчик частоты вращения (рег. № 69416-17) Датчик крутящего момента Датчик давления Датчик давления Датчик давления Преобразователь расхода турбинный (рег. № 8326-04) Термометр сопротивления (рег. № 34737-07) Трансформатор тока (рег. № 20466-00) Трансформатор тока (рег. № 20466-00) Датчик тока (руг. № 57086-14) Датчик напряжения | SCMPB03 SCM5B40-03D A5S07C50 T10FS-010R-L-SU2-S МИДА-ДИ- 13П-К-У2-0,5/0,6МПа-01 МИДА-ДИ- 13П-К-У2-0,5/1МПа-01 МИДА-ДИ- 13П-К-У2-0,5/10МПа-01 ТПР13-2-1 ТСМ, 100М, класс В ТФ1, 150/1А ТФ1, 200/1А LEM LA25-NP/SP11 LEM CV3-500 | 1 шт. 1 шт. 1 шт. 4 шт. 4 шт. 1 шт. 1 шт. 2 шт. I шт. 4 шт. 6 шт. 3 шт. 9 шт. II шт. |
| Программное обеспечение: Измерительная станция 1 Измерительная станция 2 | va hp252_pxi main.rtexe va_hp252_pxi_power.rtexe | 1 экз. 1 экз. |
| Документация: Паспорт Руководство по эксплуатации Методика поверки | АЭ2-659.09.00 ПС АЭ2-659.09.00 РЭ АЭ2-659.09.00 МП | 1 экз. 1 экз. 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 3 руководства по эксплуатации АЭ2-659.09.00 РЭ.
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерительной испытательного стенда вертолетного редуктора ВР-252 «Редуктор-3»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от
15.02.2016 № 146 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31.07.2018 № 1621 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»
ГОСТ Р 8.802-2012 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа.
ГОСТ 8.752-2011 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений крутящего момента силы».
ГОСТ Р 8.648-2008 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 110-2 до 2109 Гц.
ГОСТ Р 8.767-2011 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений силы переменного электрического тока от 1-10-8 до 100 А в диапазоне частот от 1-10"1 до 1-106 Гц.
ГОСТ Р.625-2006 ГСИ. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.
81718-21: Методика поверки АЭ2-659.09.00 МПСкачать3.7 Мб