Система измерительная СИ-КС

Основные
Тип
Межповерочный интервал / Периодичность поверки 1 год

Назначение

Система измерительная СИ-КС (далее - ИС) предназначена для измерений параметров камер сгорания (далее - КС) газотурбинных двигателей: давления и температуры жидкостей и газов, расхода топлива, а также силы и напряжения постоянного тока.

ИС применяется в области обороны и безопасности при проведении стендовых испытаний серийных КС.

Описание

Принцип действия ИС заключается в измерении параметров КС первичными преобразователями (датчиками) физических величин, преобразовании их в электрические сигналы и далее в цифровой код с помощью устройства согласования с объектом и передаче цифровой информации в промышленный компьютер (далее - ПрК) для дальнейшего её использования в автоматизированной системе управления технологическим процессом испытаний (АСУТП-И). Функционально ИС включает в себя измерительные каналы (ИК):

-    ИК давления и силы постоянного тока, соответствующей значениям давления;

-    ИК температуры с термометрами сопротивления;

-    ИК температуры с термоэлектрическими преобразователями ХА, ПР и напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК;

-    ИК расхода топлива.

Конструктивно ИС состоит из двух шкафов, монитора с сенсорным экраном, клавиатуры с манипулятором «мышью», принтера, расположенных в пультовой, и первичных измерительных преобразователей (ИП) расположенных в испытательном боксе, соединенных с аппаратурой линиями связи длиной до 50 м. В одном шкафу размещена аппаратура сбора и преобразования сигналов, выполненная на основе модулей фирмы «DataForth» (США), и ПрК фирмы «Advantech» (Тайвань). Второй шкаф содержит разъемные соединители для подключения ИП.

По условиям эксплуатации ИС удовлетворяет требованиям гр. 1.1 климатического исполнения УХЛ по ГОСТ РВ 20.39.304-98, с диапазоном рабочих температур от 15 до 25 °С при относительной влажности воздуха от 30 до 80 % при температуре 25 °С без предъявления требований к механическим воздействиям.

ИК давления и силы постоянного тока, соответствующего значениям давления Принцип действия ИК давления основан на зависимости выходного электрического сигнала ИП давления от воздействия на чувствительный элемент измеряемого давления. Электрический сигнал ИП преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением значений измеряемого давления по индивидуальной функции преобразования ИК.

Принцип действия ИК силы постоянного тока, соответствующей значениям давления, основан на преобразовании АЦП значения силы постоянного тока в цифровой код, регистрируемый ПрК, и определении по программе измеренной силы тока с использованием индивидуальной функции преобразования ИК.

ИК температуры с термометрами сопротивления Принцип действия ИК температуры основан на зависимости изменения сопротивления термометра сопротивления от температуры среды. Сопротивление постоянному току термометра сопротивления преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением по индивидуальной функции преобразования ИК с учетом номинальной статической характеристики термометра сопротивления значения измеренной температуры.

ИК температуры с термоэлектрическими преобразователями ХА, ПР и напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью

термоэлектрических преобразователей ХК Принцип действия ИК температуры основан на зависимости термо-ЭДС, возникающей в термоэлектродных проводах термоэлектрических преобразователей ХА, ПР, от разности температур между «горячими» и «холодными» спаями.

Значение термо-ЭДС преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением по индивидуальной функции преобразования ИК с учетом номинальной статической характеристики термоэлектрического преобразователя значения измеренной температуры.

Принцип действия ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК (не входят в состав ИС) основан на преобразовании значений напряжения в цифровой код, регистрируемый ИС, с последующим вычислением по программе измеряемого напряжения с использованием индивидуальной функции преобразования ИК.

ИК расхода топлива

Принцип действия ИК основан на измерении частоты электрического сигнала турбинного датчика расхода, соответствующей объемному расходу протекающей через него жидкости. Электрический сигнал с турбинного датчика расхода преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением частоты электрического сигнала по индивидуальной функции преобразования ИК. Далее, по индивидуальной функции преобразования датчика расхода вычисляется объемный расход топлива, который затем с учетом плотности топлива пересчитывается в массовый расход.

Технические и метрологические характеристики ИС приведены в таблице 1 (в соответствии с ОСТ1 01021-93).

Таблица 1

Наименование измеряемого параметра

Диапазон измерений

Пределы

допускаемой

погрешности

ИК давления и силы постоянного тока, соответствующей значениям давления

Атмосферное давление воздуха (количество ИК - 1)

от 96 до 106,7 кПа (от 720 до 800 мм рт. ст.)

±67 Па (± 0,5 мм рт.ст.)

Избыточное статическое давление воздуха (количество ИК - 1 )

(количество ИК - 1 )

(количество ИК - 1 )

(количество ИК - 1 )

от 0 до 0,392 МПа

Описание

(от 0 до 4,0 кгс/см ) от 0 до 0,471 МПа (от 0 до 4,8 кгс/см2) от 0 до 0,490 МПа (от 0 до 5,0 кгс/см ) от 0 до 0,588 МПа (от 0 до 6,0 кгс/см )

1,0 % от верхнего предела измерений (ВП)

Избыточное полное давление воздуха (количество ИК - 1)

от 0 до 0,539 МПа (от 0 до 5,5 кгс/см )

1,0 % от ВП

Перепад статического давления воздуха (количество ИК - 3)

от 0 до 0,059 МПа (от 0 до 0,6 кгс/см )

1,0 % от ВП

Сила постоянного тока, соответствующая значениям давления в диапазоне от 0 до 8,0 МПа (количество ИК - 30)

от 4 до 20 мА

0,2 % от ВП

ИК температуры с термоэлектрическими преобразователями ХА, ПР и напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью

термоэлектрических преобразователей ХК ИК температуры с термометрами сопротивления

Температура воздуха (газа), измеряемая термоэлектрическими преобразователями ХА (количество ИК - 10)

(количество ИК - 1)

(количество ИК - 13)

от 273 до 1373 К (отОдо 1100 °С) от 273 до 973 К (от 0 до 700 °С) от 273 до 873 К (от 0 до 600 °С)

1,0 % от ВП

Температура воздуха (газа), измеряемая термоэлектрическими преобразователями ПР (количество ИК - 10)

от 1273 до 2073 К (от 1000 до 1800 °С)

1,0 % от ВП

Напряжение постоянного тока, соответствующее значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК:

от 273 до 423 К (количество ИК - 6) от 273 до 873 К (количество ИК - 4)

от 0 до 10 мВ от 0 до 50 мВ

0,2 % от ВП

Температура рабочих жидкостей, измеряемая термометрами сопротивления (количество ИК - 2)

от 223 до 373 К (от минус 50 до 100 °С)

1,0 % от ВП

Наименование измеряемого параметра

Диапазон измерений

Пределы

допускаемой

погрешности

Температура рабочих жидкостей, воздуха (газа), измеряемая термометрами сопротивления (количество ИК - 15)

от 273 до 373 К (от 0 до 100 °С)

1,0 % от ВП

ИКрасхода топлива

Массовый расход топлива (количество ИК - 2) (количество ИК - 2)

от 85 до 320 кг/ч от 340 до 1500 кг/ч

0,7 % от ВП

Общие характеристики

Параметры электропитания:

-    напряжение переменного тока, В............................................................220 ± 22;

-    частота переменного тока, Гц.....................................................................50+1.

Потребляемая мощность, В-A, не более........................................................ 1500.

Габаритные размеры и масса ИС соответствуют значениям, указанным в таблице 2.

Таблица 2

Составная часть ИС

Обозначение

Габаритные размеры, мм, не более

Масса, кг, не более

длина

ширина

высота

Шкаф СИ-КС

Секция 1

600

800

1800

150

Шкаф СИ-КС

Секция 2

600

400

1800

110

Рабочие условия эксплуатации: в помещении пультовой

-    температура воздуха, °С (К)............................................... 20 ± 5 (от 288 до 298);

-    относительная влажность воздуха при температуре 25 °С , %................................65 ± 15;

-    атмосферное давление, мм рт.ст. (кПа)........................от 720 до 800 (от 96 до 106,7);

в испытательном боксе

-    температура воздуха, °С (К)......................................от минус 30 до 40 (от 243 до 313);

-    относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %....................................до 90;

-    атмосферное давление, мм рт.ст. (кПа).......................от 720 до 800 (от 96 до 106,7).

Срок службы, лет, не менее...........................................................................10.

Наработка на отказ, ч, не менее ............................................................... 10000.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится в виде наклейки на лицевую панель каждого шкафа и на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.

Комплектность

В комплект поставки входят: система измерительная СИ-КС с комплектом первичных преобразователей (кроме термоэлектрических преобразователей ХК), комплект кабелей и соединителей, комплект эксплуатационной документации, методика поверки.

Поверка

Поверка ИС осуществляется в соответствии с документом «Система измерительная СИ-КС. Методика поверки. 279.01.62.000 МП», утвержденным руководителем ГЦИ СИ ФГУ «32 ГНИИИ Минобороны России» в июне 2010 г. и входящим в комплект поставки.

Средства поверки: калибратор давления DPI 610 (диапазон воспроизведения давления от минус 0,1 до 0,2 МПа, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения давления ± 0,025 %); манометр грузопоршневой МП-6 (диапазон воспроизведения давления от 0 до 0,6 МПа, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения давления ± 0,05 %); калибратор многофункциональный TRX-IIR (диапазон воспроизведения сопротивления от 0 до 400 Ом, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения сопротивления ± (0,005 % от показаний +0,02 % от диапазона), диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока от минус 10 до 100 мВ, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока ± (0,01 % от показаний +0,005 % от диапазона), диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 0 до 24 мА, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения силы постоянного тока ± (0,01 % от показаний +0,02 % от диапазона); калибратор температуры Fluke серии 500 модели 518 (диапазон воспроизведения температуры от минус 30 до 670 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения температуры ± 0,25 °С); калибратор температуры эталонный КТ-1100 (диапазон воспроизведения температур от 300 до 1100 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения температуры ± 1,5 °С); генератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-110 (диапазон воспроизведения частоты от 0,01 Гц до 10 МГц, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения частоты ± 5-10° %); барометр рабочий сетевой БРС-1М-3 (диапазон измерений абсолютного давления от 5 до 1100 гПа, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений абсолютного давления ± 0,33 гПа (± 0,25 мм рт. ст.)); измеритель влажности и температуры ИВТМ-7 (диапазон измерений влажности от 10 до 98 %, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений влажности ± 2,0 %; диапазон измерений температуры от минус 20 до 60 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры ± 1 °С в диапазонах от минус 20 до 0 °С, от 40 до 60 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры ± 0,5 °С в диапазоне от 0 до 40 °С).

Межповерочный интервал - 1 год.

Нормативные документы

ГОСТ РВ 20.39.304-98.

ОСТ 1 01021-93 «Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования».

Техническая документация изготовителя.

Заключение

Тип системы измерительной СИ-КС утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации.

Развернуть полное описание