Назначение
Система измерительная испытательного стенда вертолетных хвостовых трансмиссий «СИИС-ХТ1» (далее - система) предназначена для измерений параметров технологических процессов, выраженных в единицах величин: частоты вращения, силы, крутящего момента силы, напряжения, силы и мощности переменного электрического тока, интервалов времени при стендовых испытаниях вертолетных хвостовых трансмиссий на стенде № Т6365-0533.000.00-01 цеха № 109, а также для регистрации и отображения результатов измерений и расчетных величин.
Описание
Конструктивно система представляет собой электромонтажный шкаф, соединённый со стационарным персональным компьютером (далее ПК), расположенном на рабочем месте оператора испытаний, и набор первичных измерительных преобразователей, установленных на испытательном стенде.
В электромонтажном шкафу размещено следующее оборудование:
- 8-ми слотовое шасси с промышленными контроллерами и модулями ввода/вывода и промышленного управления типа NI CompactRIO;
- 4-х слотовое шасси с промышленным контроллером и модулями ввода/вывода типа NI PXI;
- 8-ми канальный блок согласования частотных сигналов и сигналов напряжения с установленными модулями типа SCM5B40;
- клеммные блоки;
- 8-портовый сетевой коммутатор;
- AC/DC преобразователи напряжения;
- комплект соединительных монтажных кабелей;
- источник бесперебойного питания.
Промышленные контроллеры, установленные в электромонтажном шкафу, соединены со стационарным ПК, расположенном на рабочем месте оператора испытаний, через 8-ми портовый сетевой коммутатор с помощью стандартных сетевых кабелей Ethernet.
Первичные измерительные преобразователи (датчики физических величин) измерительных каналов (ИК) установлены на испытательном стенде и с помощью измерительных кабелей подключены к соответствующим модулям ввода/вывода сигналов через клеммные блоки электромонтажного шкафа.
Принцип действия системы основан на измерении параметров при испытаниях вертолетных хвостовых трансмиссий датчиками физических величин (далее - датчиками), преобразовании их в электрические сигналы, преобразовании электрических сигналов в цифровой код и передаче цифровой информации в ПК для дальнейшего её использования.
Функционально система включает в себя следующие ИК:
ИК частоты вращения;
ИК крутящего момента силы;
ИК силы;
ИК напряжения, силы и мощности переменного электрического тока;
ИК интервалов времени (таймер).
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 аналого-цифровым преобразователем (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 напряжения постоянного тока, которое пропорционально измеряемому значению крутящего момента. Сигнал напряжения постоянного тока преобразуется АТ ЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемого крутящего момента силы с использованием известного коэффициента передачи сигнала датчика крутящего момента силы.
ИК силы
Принцип действия ИК основан на преобразовании датчиком измеряемой силы в электрический сигнал напряжения постоянного тока, который поступает на вход измерительного усилителя. Выходной сигнал усилителя преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала с последующим вычислением контроллером значений измеряемой 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 измеряемой силы 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 силы тока.
ИК интервалов времени (таймер)
Принцип действия ИК 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 электромонтажного шкафа системы, места нанесения знака утверждения типа и знака поверки приведены на рисунке 1.
В конструкции предусмотрена защита от несанкционированного доступа в виде замка на дверце электромонтажного шкафа (рисунок 2).
Место нанесения знака утверждения типа Место нанесения знака поверки
Заводской знак, с наименованием изделия и заводским номером, расположен на задней стенке электромонтажного шкафа (рисунок 3).
Заводской знак
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) включает в себя общее (ОПО) и функциональное/прикладное (ФПО) программное обеспечение.
ОПО включает в себя операционную систему (ОС) Windows.
ФПО включает в себя метрологически значимую часть - программу «Измерительная станция».
Программа «Измерительная станция» входит в состав ПО нижнего (аппаратного) уровня и обеспечивает:
- опрос ИК системы;
- преобразование измеренных данных в физические значения контролируемых параметров с использованием коэффициентов аппроксимирующих полиномов или индивидуальных градуировочных характеристик ИК системы, которые определяются в ходе проведения поверки/калибровки (оцифровка измерительных данных);
- вычисление значений расчетных параметров испытаний;
- обмен служебной информацией и измерительными данными между компонентами системы, в том числе с программой верхнего операторского уровня (программа интерфейса пользователя).
Программа «Измерительная станция» в формате исполняемого файла «va_tt1_pxie8840_01.rtexe» устанавливается на промышленный контроллер NI PXI-8840, размещенный в электромонтажном шкафу, и работает под управлением операционной системы 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.
Таблица 1 - Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Наименование ПО | ПО «Измерительная станция» |
| Идентификационное наименование ПО | va tt1 pxie8840 01.rtexe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 1.0.0 |
Метрологически значимая часть ПО системы и измеренные данные защищены с помощью специальных средств защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077 - 2014.
Таблица 2 - ИК частоты вращения
| Измеряемая величина (наименование ИК и количество) | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Частота вращения (Наименование ИК: Частота вращения ведомого вала хвостового редуктора, количество 1) | от 0,5 до 20 Гц (от 30 до 1200 об/мин) | ±0,5 % приведенной к ВП (где ВП - верхний предел диапазона измерений) |
Таблица 3 - ИК крутящего момента силы
| Измеряемая величина (наименование ИК и количество) | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Крутящий момент силы (Наименование ИК: Крутящий момент силы на ведомом валу хвостового редуктора, количество 1) | от 0 до 5 кНм (от 0 до 510 кгс-м) | ±0,5 % приведенной к ВП |
Таблица 4 - ИК силы
| Измеряемая величина (наименование ИК и количество) | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Сила (Наименование ИК: Осевая сила на ведомом валу хвостового редуктора, количество 1) | от 10 Н до 19,6 кН (от 2 до 2000 кгс) | ±1,5 % приведенной к ВП |
| Сила (Наименование ИК: Перерезывающая сила на ведомом валу хвостового редуктора, количество 1) | от 10 до 3924 Н (от 2 до 400 кгс) |
Таблица 5 - ИК напряжения переменного тока
| Измеряемая величина (наименование ИК и количество) | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Напряжение переменного тока (Наименование ИК: Напряжение переменного тока на клеммах фаз А, В, С левого и правого бортовых генераторов, количество 6) | от 0 до 135 В | ±0,5 % приведенной к ВП |
Таблица 6 - ИК силы переменного тока
| Измеряемая величина (наименование ИК и количество) | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Сила переменного тока (Наименование ИК: Ток нагрузки фаз А, В, С левого и правого бортовых генераторов, количество 6) | от 0 до 180 А | ±1,0 % приведенной к ВП |
| Измеряемая величина (наименование ИК и количество) | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Мощность переменного тока (Наименование ИК: Активная мощность нагрузки левого и правого бортовых генераторов, количество 2) | от 0 до 72,9 кВт | ±1,2 % приведенной к ВП |
Таблица 8 - ИК интервала времени (таймер)
| Измеряемая величина (наименование ИК и количество) | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Интервал времени | от 0 до 600 с | ± 0,05 с (для интервала времени 600 с) |
Технические характеристики СИИС-ХТ1 приведены в таблице 9.
Таблица 9 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Г ц | 220 ± 22 50 ± 2 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 300 |
| Габаритные размеры шкафа системы, мм, не более - длина - ширина - высота | 720 600 1310 |
| Масса, кг, не более | 110 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, оС - относительная влажность воздуха при температуре +25°С, %, не более - атмосферное давление, мм рт. ст. | от +10 до +30 80 от 626 до 795 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики и на переднюю часть электромонтажного шкафа в виде наклейки.
Комплектность
Таблица 10 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Коли чество, шт./экз. |
| Шкаф электромонтажный в составе: |
| 1.33 ГГц Dual-Core CRIO, 8-слотов, 70T FPGA, RT, Контроллер | NI cRIO-9035 | 1 |
| Модуль дискретного ввода, 24 В, 32 канала | NI9425 | 1 |
| Модуль дискретного вывода, 60 В, 8 каналов | NI9475 | 2 |
| Модуль аналогового вывода, ±10 В, 100кГц, 4 канала | NI9263 | 1 |
| 8-слотов 3U PXI шасси | NI PXIe-1082 | 1 |
| Core i5-4400E 2.7 ГГц, Dual Core, RT, Контроллер | NI PXIe-8840 | 1 |
| Многофункциональная плата X-серии, 8-ми канальное АЦП | NI PXIe-6356 | 1 |
| Коннекторный блок на 68 клемм | NI SCB-68A | 1 |
| Наименование | Обозначение | Коли чество, шт./экз. |
| 2-х портовая плата последовательного интерфейса RS485/RS422 | NI PXI-8431/2 | 1 |
| Плата X-серии, 250 кГц/канал, 16-бит, 8-ми канальное АЦП | NI PXI-6143 | 2 |
| Коннекторный блок для NI PXI-6143 | NI TB-2706 | 2 |
| Монтажная панель для установки 8-ми модулей типа SCM5B, монтаж на DIN-рейку | SCMPB07-3 | 1 |
| Модуль аналогового ввода; частотный вход 0 Гц ... 25 кГц; диапазон выходных напряжений 0 В...10 В | SCM5B45-06D | 1 |
| Модуль аналогового вывода SCM5B, диапазон входных напряжений ±10В, диапазон выходных напряжений ±10В, полоса пропускания 400 Гц | SCM5B49-05 | 5 |
| Стабилизированный источник питания с выходной мощностью 31,5 Вт (5 В) | 6ЕР1311-6SB00-0AY0 | 2 |
| Стабилизированный источник питания с выходной мощностью 120 Вт (24 В) | 6EP1333-2BA20 | 1 |
| Источник бесперебойного питания, выходная мощность 1000 ВА/700 Вт | UPS VH Series 1000 | 1 |
| Гигабитные коммутаторы D-Link • 8 портов 10/100/1000BASE-T | DGS-1210-10 | 1 |
| Для установки на испытательный стенд: |
| Датчик частоты вращения (рег. № 69416-17) | A5S07C50 | 1 |
| Датчик крутящего момента (рег. № 50769-12) | T40B-005R-MF-S-M-SU2* | 1 |
| Датчик силы | U2B-20kN | 1 |
| Датчик силы | U2B-5kN | 1 |
| Трансформатор тока (рег. № 20466-10) | ТФ1-200/1** | 6 |
| Датчик тока | LA 25-NP/SP11 LEM | 6 |
| Датчик напряжения | LEM CV3-500 | 6 |
| Прикладное программное обеспечение: | | |
| Программа «Измерительная станция» | va tt1_pxie8840 01.rtexe | 1 экз. |
| Документация: |
| Паспорт | АЭ2-621.18.00 ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | АЭ2-621.18.00 РЭ | 1 экз. |
| *Допускается вместо датчика крутящего момента силы T40B датчика крутящего момента силы T10FS-005R-L-SU2-S ** Допускается вместо трансформатора тока ТФ1-200/1 исп ASK 31.3 200/1A | 3-005R-MF-S-M-SU2 использование ользование трансформатора тока |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 3 «Устройство и принцип действия» руководства по эксплуатации АЭ2-621.18.00 РЭ.
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерительной испытательного стенда вертолетных хвостовых трансмиссий «СЖИС-ХТ1»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от
31.07.2018 № 1621 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от
22.10.2019 № 2498 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений силы».
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от
30.12.2019 № 3457 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы».
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от
03.09.2021 № 1942 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1 • 10-1 до 2109 Гц».
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14.05.2015 № 575 «Об утверждении Государственной поверочной схемы 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».
85108-22: Методика поверкиСкачать11.3 Мб