Система измерительная САТУРН-75 Назначение средства измерений
'I 001
Система измерительная САТУРН-75 (далее - система) предназначена для измерений давления, температуры и объемного расхода жидкости, частоты вращения вала, силы постоянного тока.
Описание
Конструктивно система включает в себя:
- шкаф Ш1 с аппаратурой нижнего уровня стандартов PXI и SCXI (National Instruments);
- автоматизированное рабочее место (далее - АРМ) с аппаратуры верхнего уровня, содержащее шкаф LLI2 с сервером, три рабочие станции, три ЖК-монитора и принтер;
- комплект первичных измерительных преобразователей (далее - ПИП).
Шкафы Ш1, Ш2, рабочие станции, ЖК-мониторы и принтер расположены в машинном
зале, ПИП - в испытательном боксе.
Аппаратура нижнего уровня соединена с ПИП линиями связи длиной до 150 м и с
ч аппаратурой верхнего уровня через сетевой коммутатор линиями связи длиной до 30 м. чх Принцип работы системы основан на измерении ПИП физических величин, преобразовании их в электрические сигналы, преобразовании электрических сигналов с помощью аппаратуры нижнего уровня в цифровой код и передаче цифровой информации на аппаратуру верхнего у}>овня, осуществляющую обработку, выдачу, хранение информации и ведение печатного протокола.
Функционально система состоит из измерительных каналов (далее - ИК):
- давления жидкости;
- объ<>много расхода жидкости;
- температуры жидкости;
- частоты вращения вала;
- силы постоянного тока.
ИК давления жидкости Принцип действия ИК основан на зависимости выходного сигнала ПИП давления от величины перемещения чувствительного элемента, вызванного воздействием измеряемого давления. Выходной электрический сигнал постоянного электрического тока ПИП давления преобразуется с помощью эталонного резистора в напряжение постоянного электрического тока, которое с помощью устройства связи с объектом (УСО) преобразуется в цифровой код. Цифровой код передается через одноплатный компьютер нижнего уровня на сервер верхнего уровня, где по известной градуировочной характеристике вычисляется значение измеренного давления.
ИК температуры жидкости Принцип действия ИК основан на зависимости изменения сопротивления чувствительного элемента ПИП от температуры среды. Изменение сопротивления преобразуется электронным преобразователем ПИП в выходной унифицированный электрический сигнал постоянного тока, который с помощью эталонного резистора преобразуется в напряжение постоянного тока
поступает на вход УСО, где преобразуется в цифровой код, который передается через одно-^ компьютер нижнего уровня на сервер верхнего уровня, где по известной градуиро-шэвдой характеристике вычисляется значение измеренной температуры.
ИК частоты вращения вала
Принцип действия ИК основан на законе электромагнитной индукции. При каждом прохождении «зуба» индукторной шестерни вблизи торца постоянного магнита ПИП в его обмотке образуется ЭДС индукции. Импульсные сигналы с выхода ПИП, частота следования которых пропорциональна частоте вращения вала, преобразуются с помощью УСО в цифровой код. Цифровой код передается через одноплатный компьютер нижнего уровня на сервер верхнего уровня, где по известной градуировочной характеристике вычисляется значение измеренной частоты вращения вала.
ИК объемного расхода жидкости
Принцип действия ИК основан на измерении объемного расхода жидкости с помощью ПИП, в качестве которых используются счетчик-расходомер жидкости ЭМИС-ПЛАСТ 220, вихревые расходомеры Prowirl и счетчики-расходомеры массовые Micro Motion CMF400M.
Принцип действия ИК с ПИП типа ЭМИС-ПЛАСТ 220 основан на зависимости скорости вращения исполнительного механизма ПИП от объемного расхода жидкости. Скорость вращения исполнительного механизма преобразуется магнито-индуктивным способом в частотный электрический сигнал, который поступает на вход электронного преобразователя ПИП, где преобразуется в унифицированный сигнал постоянного тока и затем с помощью эталонного резистора - в напряжение постоянного тока, которое с помощью УСО преобразуется в цифровой код. Цифровой код передается через одноплатный компьютер нижнего уровня на сервер верхнего уровня, где по известной градуировочной характеристике вычисляется значение измеренного объемного расхода жидкости.
Принцип действия ИК с ПИП типа Prowirl основан на преобразовании частоты отрыва вихревой дорожки (дорожки Кармана), образующейся за установленным в потоке телом, в частоту электрического сигнала, которая пропорциональна скорости потока. Колебания давления регистрируются емкостным датчиком и преобразуются в электрические импульсы и далее с помощью электронного блока расходомера - в унифицированный сигнал постоянного тока. Выходной сигнал расходомера преобразуется эталонным резистором в напряжение постоянного тока, которое с помощью УСО преобразуется в цифровой код. Цифровой код передается через одноплатный компьютер нижнего уровня на сервер верхнего уровня, где по известной градуировочной характеристике вычисляется значение измеренного объемного расхода жидкости.
Принцип действия ИК с ПИП типа Micro Motion CMF400M основан на использовании сил Кориолиса, действующих на поток среды, двигающейся по петле трубопровода, которая колеблется с постоянной частотой. Силы Кориолиса вызывают поперечные колебания противоположных сторон петли и, как следствие, фазовые смещения их частотных характеристик, пропорциональные массовому расходу. Сигналы, соответствующие измеренному массовому расходу жидкости и плотности жидкости, поступают на электронный преобразователь расходомера, где происходит обработка сигналов, вычисление объемного расхода рабочей жидкости и выдача информации в виде унифицированного электрического сигнала постоянного тока. Электрический сигнал постоянного тока подается на эталонный резистор, с выхода которого напряжение постоянного тока поступает на вход УСО. Цифровой код с выхода УСО передается через одноплатный компьютер нижнего уровня на сервер верхнего уровня, где по известной градуировочной характеристике вычисляется значение измеренного объемного расхода жидкости.
ИК сипы постоянного тока Принцип действия ИК основан на преобразовании с помощью УСО постоянного тока в цифровой код, который передается через одноплатный компьютер нижнего уровня на сервер верхнего уровня, где по известной градуировочной характеристике вычисляется значение измеренного постоянного тока.
По условиям эксплуатации система удовлетворяет требованиям гр. 1.1 по ГОСТ РВ 20.39.304-98 климатического исполнения УХЛ с диапазоном рабочих температур от 15 до 25 °С и относительной влажностью окружающего воздуха от 30 до 80 % при температуре 25 °С без предъявления требований по механическим воздействиям.
Внешний вид системы с указанием мест пломбировки (МП) от несанкционированного доступа к системе, нанесения знака утверждения типа (ЗТ) и знака поверки (ЗП) приведены на рисунках 1 и 2.
МП
Рисунок 1 - Система измерительная САТУРН-75. Шкаф Ш1 с аппаратурой
нижнего уровня
Программное обеспечение
а) б)
Программное обеспечение (ПО) состоит из системного и прикладного ПО, разработанного на языке С\С++, функционирующего в операционной среде Solaris и разработанного с помощью инструментального пакета Lab VIEW, ориентированого на работу в среде ОС RT.
Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Наименование ПО | ПО для калибровки измерительных каналов | ПО для расчета значений приведения основных параметров |
| Идентификационное наименование ПО | tarka | calcpar |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.3 | 1.3 |
| Цифровой идентификатор ПО | F69398EA | ССАЕВ2А5 |
| Другие идентификационные данные, если имеются | CRC32 |
Метрологически значимая часть ПО системы и измеренные данные защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «Высокий» по Р 50.2.077-2014.
Метрологические характеристики системы приведены в таблице 2.
Всего листов 8
| Наименование измеряемого параметра (количество ИК) | Единица измере ния | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности измерений |
| ИК давления жидкости |
Абсолютное давление жидкости:
количество ИК - 2 количество ИК - 2 Избыточное давление жидкости:
количество ИК - 1 количество ИК - 1 количество ИК -1 количество ИК -1 количество ИК - 6 количество ИК - 2 количество ИК - 1 количество ИК -1 Перепад давления жидкости количество ИК -1
МПа
(кгс/см2)
от 0 до 0,3923 (от 0 до 4) от 0 до 0,6865 (от 0 до 7)
| от | 0 | ДО | 1,471 | (от 0 | ДО | 15) |
| от | 0 | до | 4,903 | (от 0 | до | 50) |
| от | 0 | до | 14,71 | (от 0 | ДО | 150) |
| от | 0 | до | 19,61 | (от 0 | ДО | 200) |
| от | 0 | ДО | 24,52 | (от 0 | ДО | 250) |
| от | 0 | ДО | 39,23 | (от 0 | ДО | 400) |
| от | 0 | ДО | 44,13 | (от 0 | ДО | 450) |
| от | 0 | ДО | 53,94 | (от 0 | ДО | 550) |
| от | 0 | До | 3,923 | (от 0 | ДО | 40) |
±0,5 % от ВП, где ВП - верхний предел измерений
ИК объемного расхода жидкости
| Объёмный расход жидкости количество ИК - 1 количество ИК -1 количество ИК -1 количество ИК - 1 количество ИК -1 количество ИК -1 количество ИК -1 количество ИК - 2 количество ИК - 1 | л/с | от 0 до 4,45 от 0 до 16 от 0 до 18,06 от 0 до 22,24 от 0 до 24 от 0 до 150 от 0 до 161,24 от 0 до 305,56 от 0 до 486,5 | ±1,2 % от ВП ±0,6 % от ВП ±1,2% от ВП ±1,3 % от ВП ±0,6 % от ВП ±0,6 % от ВП ±1,2 % от ВП ±1,2 % от ВП ±1,2% от ВП |
| ИК температуры жидкости |
| Температура жидкости количество ИК - 3 | К СС) | от 273 до 473 (от 0 до 200) | ±1 К СС) |
| ИК частоты вращения вала |
| Частота вращения вала количество ИК - 2 количество ИК -1 | об/мин | от 10 до 8000 от 10 до 16000 | ±0,16 % от ВП |
| ИК силы постоянного тока |
| Сила постоянного тока количество ИК - 20 | мА | от 4 до 20 | ±0,2 % от ВП |
Технические характеристики системы приведены в таблице 3.
| Jtr Лист № 6 шГ Всего листов 8 столица 3 - Технические характеристики системы |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более: - шкаф Ш1 - шкаф Ш2 - рабочие станции Dell OptiPlex 980 (3 шт.) - ЖК-мониторы BENQ (2 шт.) - ЖК-монитор Samsung - принтер HP LaserJet Pro 400 | 600 х 600 х 2200 600 х 600 х 2200 417 х 175x360 220 х 580 х 420 307 х 1586x563 383 x355 x250 |
| Суммарная масса системы, кг, не более | 500 |
| Параметры электропитания: - напряжение питания переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | от 198 до 242 от 49 до 51 |
| Потребляемая мощность, В-А, не более | 2400 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и в виде наклейки на лицевую панель шкафов с аппаратурой Ш1 и Ш2.
Комплектность средств измерений
Комплект поставки системы приведен в таблице 4.
Таблица 4 - Комплект поставки_____
| Наименование элемента системы | Коли чество | Место расположения (помещение) |
| 1 Преобразователь избыточного давления EJX, EJA | 19 | испытательный бокс |
| 2 Расходомер вихревой Prowirl | 6 |
| 3 Счетчик-расходомер жидкости ЭМИС-ПЛАСТ 220 | 1 |
| 4 Счетчик-расходомер массовый Micro Motion CMF400M | 3 |
| 5 Термопреобразователь ТСПУ-Л-52442 | 3 |
| 6 Датчик тахометрический МЭД-1 | 1 |
| 7 Крейт 18-слот, стандарт PXI-1045 | 1 | машинный зал (шкаф Ш1) |
| 8 Крейт 12-слот, стандарт SCXI-1001 | 1 |
| 9 Встроенный компьютер PXI-8110RT | 1 |
| 10 Многофункциональный прибор DAQ PXI-6259 | 1 |
| 11 Многофункциональный прибор DAQ PXI-6220 | 1 |
| 12 Модуль интерфейсный RS232 8 - канальный PXI-8430 | 1 |
| 13 Модуль интерфейсный RS485 8 - канальный PXI-8431 | 2 |
| 14 Адаптер SCXI-1346 | 1 |
| 15 Модуль аналогового ввода с фильтром 10 кГц 32 - канальный SCXI- И 02С | 3 |
| 16 Модуль частотного ввода 8-канальный SCXI-1126 | 1 |
| Ж Наименование элемента системы | Коли чество | Место расположения (помещение) |
| Т17 Сервер SUN SPARC Enterprise Т4-1 | 1 | машинный зал (шкаф Ш2) |
| 18 Источник бесперебойного питания Powerware 9135 Eaton 6000RT 3U | 1 |
| 19 Рабочая станция Dell OptiPlex 980 | 3 | |
| 20 ЖК-монитор BENQ BL2400 РТ | 2 | |
| 21 ЖК-монитор Sumsung LS23MUQHB/CI | 1 | |
| 22 Коммутатор сети Ethernet Коммутатор HP 2620-24 | 1 | машинный зал |
| 23 Коммутатор сети Ethernet Коммутатор Advantech EKI-7659C | 1 | |
| 24 Принтер HP LaserJet Pro 400 M401dn A4 (PostScript, сетевой) | 1 | |
| 25 Программное обеспечение | 1 | - |
| 26 Руководство пользователя 468.425850.013.РП | 1 | |
| 27 Система измерительная САТУРН-75. Формуляр. 468.425850.013.ФОЛ | 1 | “ |
| 28 Система измерительная САТУРН-75. Руководство по эксплуатации. 468.425850.013.РЭ | 1 | - |
| 29 Инструкция. Система измерительная САТУРН-75. Методика поверки. САТУРН-75.МП. | 1 | - |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом САТУРН-75.МП «Инструкция. Система измерительная САТУРН-75. Методика поверки», утвержденным начальником ФГБУ «ГНМЦ» Минобороны России 30.10.2015 г.
Основные средства поверки:
- манометры грузопоршневые МП-6, МП-60, МП-600 (рег. № 52189-13), основные диапазоны воспроизведения давления: МП-6 - от 0,06 до 0,6 МПа; МП-60 - от 0,6 до 6 МПа; МП-600
- от 6 до 60 МПа; дополнительные диапазоны воспроизведения давления: МП-6 - от 0,04 до 0,06- МПа; МП-60 - от 0,02 до 0,6 МПа; МП-600 - от 0,2 до 6 МПа; пределы допускаемой относительной погрешности измерений: ± 0,05 % от ИВ (ИВ - измеренная величина) в основном диапазоне измерений; ±0,05 % от начального значения основного диапазона в дополнительном диапазоне измерений;
- генератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-122 (рег. № 10237-85): диапазон воспроизведения частоты от 0,001 до 1999999,999 Гц, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения частоты ±5 ■ 10'5 %;
- калибратор многофункциональный TRX-IIR (рег. № 42789-09): пределы допускаемой основной относительной погрешности ±(0,01 % от ИВ + 0,02 % от верхнего предела измерений) в диапазоне воспроизведения силы постоянного тока от 0 до 24 мА.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемой системы с требуемой точностью.
Знак поверки наносится в виде наклейки на свидетельство о поверке и на корпус шкафов с аппаратурой П11 и Ш2.
Сведения о методах измерений
468.425850.013.РЭ «Система измерительная САТУРН-75. Руководство по эксплуатации».
Jpann» ■ технические документы, устанавливающие требования к системе Жмрятеяьяой САТУРН-75
Ш ГОСТ РВ 20.39.304-98.
ш ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени ■ частоты.
ГОСТ 8.022-91 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от МО'16 до 30 А.
ГОСТ Р 8.618-2014 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расходов газа.
ГОСТ 8.802-2012 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа.
ГОСТ 8.187-76 ГСИ. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений разности давлений в диапазоне до 4-104 Па.
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.
65741-16: Методика поверкиСкачать9.1 Мб