Назначение
Установки ЦУ7013 (в дальнейшем - установки) предназначены для измерений трех ортогональных составляющих вектора магнитной индукции (МИ) положительной и отрицательной полярностей постоянного магнитного поля (МП), создаваемого объектом измерений, при прямолинейном равномерном движении, в месте (на сгенде) расположения блоков первичных измерительных преобразователей (БИП-13), для измерений гидростатического давления (ГД) среды, окружающей каждый БИП-13 в месте их расположения и определения расположения объекта измерений относительно БИП-13. Установки применяются при различных испытаниях на объектах сферы обороны и безопасности.
Описание
Принцип действия установок основан на преобразовании, воздействующей на БИП-13 МИ внешнего МП и ГД в сигналы, пропорциональные ортогональным составляющим МИ и ГД, соответственно. Сигналы, соответствующие номеру назначенного к излучению БАИ-13 и сигналы, пропорциональные:
- ортогональным составляющим МИ;
- ГД среды, окружающей БИП-13;
- времени прохождения акустических колебаний от блоков акустических излучателей (БАИ-13) до датчиков акустических, расположенных в БИП-13,
преобразуются в соответствующие числовые эквиваленты (цифровые коды) и по каналам связи CAN установленным порядком передаются в устройство вторичной обработки (УВО-13), управляющее передачей данных с БИП-13.
Установки выполняют следующие функции:
а) одновременное измерение и регистрация значений грех ортогональных составляющих вектора МИ положительной и отрицательной полярности постоянного МП в месте расположения каждого БИП-13;
б) компенсацию, при необходимости, вариации магнитного поля Земли (МПЗ);
в) измерение ГД каждым БИП-13;
г) оценку расположения объекта измерений относительно БИП-13, установленных на стенде;
д) передачу измерительной информации от места расположения БИП-13 к рабочему месту оператора по магистральному кабелю на расстояние до 120 м;
е) встроенный контроль работоспособности измери тельных каналов (ИК) МИ;
ж) представление результатов измерений и расчетов на дисплее в виде графиков (с оцифровкой точек графика по выбору оператора) и таблиц;
з) представление результатов измерений и расчетов в электронном виде на соответствующих носителях для обеспечения, по необходимости, распечатки на принтере в виде таблиц и графиков;
и) обработку измерительной информации по заданным алгоритмам;
к) поверку ИК МИ (в том числе на месте эксплуатации) при использовании встроенной меры магнитной индукции (ВРЭМИ-13) 3-го разряда по ГОСТ 8.030-91.
Установка состоит из надводной части, работающей в закрытых отапливаемых помещениях, в том числе на специально оборудованных судах, и подводной части, работающей в морской и пресной воде.
В надводную часть установки входят: компьютер портативный (КП), УВО-13, устройство приемо-передающее (УПП-13), антенны, кабели коаксиальные, сетевые, кабель Ethernet.
В подводную часть установки входят: восемь БИП-13; коробка соединительная (КС-13); четыре БАИ-13, кабели подводные, кабели подводные акустические и кабели магистральные.
КП осуществляет управление работой всей установки и представление информации в соответствии с программным обеспечением.
УВО-13 осуществляет прием по каналу связи Ethernet общих управляющих сигналов от КП; прием по кабельному каналу CAN информации от всех БИП-13 и преобразование ее к виду, удобному для передачи по каналу связи на КП; выработку и передачу на КП по каналу связи Ethernet сигнала, обусловленного датчиком атмосферного давления; прием от КП по каналу связи Ethernet командных сигналов, устанавливающих начало работы каналов оценки расположения объекта измерений относительно БИП-13, размещенных на стенде, количество используемых БАИ-13 и необходимую мощность излучения радиопередатчика; выработку и передачу командно-адресных сигналов, устанавливающих начало излучения и номер излучающего БАИ-13 с последующей их передачей; выработку и передачу по кабелю необходимого для работы всех БИП-13 напряжения питания. В УВО-13 предусмотрено основное и резервное электрическое питание.
УПП-13 осуществляет прием через У ВО-13 командно-адресного сигнала с КП; управление работой (излучением) БАИ-13 (в зависимости от заданного адреса подключает излучатель соответствующего БАИ-13). Электрическое питание УПП-13, также как и УВО-13, осуществляется от сети 220 В, 50 Гц (основное) и источника резервного питания (резервное) (например, от двух аккумуляторов, напряжением ± 12 В).
БИП-13 представляют собой герметичные контейнеры, заполненные нейтральным газом (азотом), внутри которых размещены измерительные устройства и элементы, имеющие по два герметичных соединителя: информативный, к которому подключается подводный кабель для обмена информацией (через КС-13) между УВО-13 и БИП-13 и контрольный, закрытый при работе заглушкой и используемый при поверке установки.
КС-13 осуществляется физическое сведение линий связи кабелей БИП-13 в единый кабель, подсоединяемый к УВО-13, распределение и согласование с линиями связи БИП-13 поступающего от УВО-13 сигнала, устанавливающего начало определения времени прохождения акустического сигнала и номер излучающего БАИ-13.
Для получения результатов измерения гидростатического давления (ГД) из сигналов, обусловленных датчиками давления, размещенных в каждом из БИП-13, в соответствии с программным обеспечением в КП вычитается один из сигналов (по решению оператора):
- сигнал, обусловленный датчиком давления, размещенным в УВО-13;
- сигнал, пропорциональный атмосферному давлению, значение которого вводится оператором в поле «Атмосферное давление» окна АППАРАТУРА по данным барометра анероида, не входящего в комплект установки.
Для определения времени прохождения акустических сигналов от БАИ-13 до БИП-13 с КП в УВО-13 по каналу связи Ethernet передаются командно-адресные кодовые посылки, устанавливающие начало излучения (сигнал START) и номер назначенного к излучению БАИ-13, откуда эти посылки одновременно передаются на У ПИ-13 и по специальному каналу связи на БИП-13.
Передний фронт сигнала START устанавливает начало, а первый принятый в БИП-13 от БАИ-13 акустический сигнал - окончание отсчета времени прохождения акустического сигнала.
Полученное число и адрес излучаемого БАИ-13 в виде кодовой комбинации с БИП-13 передается по CAN каналу на УВО-13, а затем по каналу Ethernet в КП.
Полученные результаты измерения ГД, времени прохождения акустических сигналов от БАИ-13 до БИП-13 рассчитываются в соответствии с программным обеспечением и на дисплее КП отображается текущее взаимное расположение объекта измерений и БИП-13 измерительного стенда.
По условиям эксплуатации установки соответствуют группе 2.1.1 исполнения УХЛ для надводной части (для диапазона рабочих температур от 10 до 35 °C и относительной влажности окружающей среды до 98 % при температуре 35 °C) и группе 2.1.5 для подводной части (для диапазона рабочих температур от 0 до 35 °C и при изменении температуры окружающей среды за время выполнения измерений не более чем на 5 °C) по ГОСТ РВ 20.39.304-98.
Технические характеристики
Диапазоны измерений МИ постоянного МП, мкТл...............................от минус 10 до 10.
Диапазон измерений гидростатического давления, кПа..................................от 50 до 300.
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений МИ ИК в диапазоне измерений от минус 0,1 до 0,1 мкТл, мкТл.............................................................................. ± 0,003.
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений МИ ИК в диапазонах измерений от минус 10 до минус 0,1 мкТл и от 0,1 до 10 мкТл, %
Цена единицы наименьшего разряда отсчетного устройства ИК МИ, нТл, не более
Неравномерность АЧХ ИК МИ в диапазоне частот от 0 до 1 Гц относительно базовой частоты 0 Гц, %, не более
Дрейф нуля ИК МИ за 10 минут работы, мкТл, не более........................................± 0,002.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений ГД ИК, % ... ± 1.
Цена единицы наименьшего разряда отсчетного устройства ИК ГД, кПа, не более.....................................................................................................................................±
Неортогональность магнитных осей ферромодуляционных преобразователей (ФМП) «X», «У», «Z» БИП-13, не более.............................................................................................±
Нескомпенсированный остаток (допускаемое отклонение от нуля) составляющих МИ МПЗ, мкТл, не более...........................................................................................................± 0,001.
ИК МИ сохраняют свою работоспособность:
- при воздействии на БИП-13 сигнала помехи, имеющего значение частотноамплитудного магнитного параметра (ЧАМП) не более 150 дБ частотой 50 и 400 Гц;
- при отклонении каждого из БИП-13 от вертикального положения на угол ± 10° в любом направлении.
Установки сохраняют свою работоспособность после:
- воздействия на БИП-13, КС-13 и подводные кабели гидростатического давления до 0,45 МПа;
- воздействия синусоидальной вибрации в вертикальном направлении с амплитудой ускорения до 2 g в диапазоне частот от 1 до 60 Гц;
- воздействия постоянного МП с индукцией 200 мкТл и переменного МН частотой 50 Гц с амплитудным значением 5 мкТл;
- пребывания при температуре от минус 40 до 50 °C.
- воздействия на нее (в выключенном состоянии) механического удара одиночного действия с ускорением 15 g при длительности импульса 2 мс.
Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50 ± 1) Гц, В............. 220 ± 22.
Время установления рабочего режима, час, не более
Потребляемая мощность, кВ-A, не более
Вероятность безотказной работы за 12 ч, не менее
Назначенный срок службы, лет, не менее
Назначенный ресурс, ч, не менее................................................... 10000.
Габаритные размеры, мм, не более:
УВО-13 (длина х ширина х высота)..............................................................600 х 350 х 180;
УПП-13 (длина х ширина х высота)..............................................................400 х 350 х 110;
КП (длина х ширина х высота)........................................................................328 х 272 х 42;
БИП-13 (диаметр х длина).......................................................................................262 х 620;
БАИ-13 (диаметр х длина).........................................................................................160
КС-13 (диаметр х длина)..........................................................................................460 х 162.
Масса, кг, не более:
УВО-13
УПП-13
КП
БИП-13
БАИ-13
КС-13
Рабочие условия эксплуатации: - надводная часть:
температура окружающей среду, °C............................................................................от 10 до 35;
относительная влажность окружающего воздуха при температуре 35 °C, %...................до
- подводная часть:
температура окружающей среду, °C..............................................................................от 0 до 35.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на УВО-13 в верхнем правом углу панели на металлической пластине с соответствующей гравировкой и типографским способом на эксплуатационную документацию.
Комплектность
В комплект поставки входят: установка ЦУ7013, программное обеспечение на компакт-диске, одиночный комплект ЗИП, комплект кабелей и принадлежностей, комплект эксплуатационных документов, методика поверки.
Поверка
Поверка установок ЦУ7013 проводится в соответствии с документом «Установка ЦУ7013. Методика поверки измерительных каналов ЗПИ.487.116 Д5», утвержденным начальником ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МС) РФ в декабре 2007 г. и входящим в комплект поставки.
Средства поверки: аппаратура МО76М (рабочий эталон 2-го разряда по ГОСТ 8.030-91), встроенные рабочие меры магнитной индукции (ВРЭМИ-13) 3-го разряда (по ГОСТ 8.030-91), катушка электрического сопротивления Р321 (ТУ 25-04.3368-78), нановольтметр цифровой постоянного тока В2-38 (ТГ2.701.021 ТУ), компаратор напряжения РЗООЗ (ТУ 25-04.3771-79), магазин электрического сопротивления 4834 (ТУ 25-7762.020-87), вольтметр универсальный цифровой быстродействующий В7-43 (по Тг2.710.026 ТУ), генератор импульсов Г5-56 (ЕХЗ.269.076 ТУ), манометр типа МО модели 1227 (диапазон измерений от 0 до 0,6 МПа, класс точности 1,5), частотомер электронно-счетный вычислительный 43-64 (ДЛИ2.721.006 ТУ), осциллограф С8-13 (ГВ22.044.079 ТУ), квадрант оптический КО-60 (ТУ 3-3.179-81, ТУ 3-3.1387-82), барометр М-111 (пределы допускаемой погрешности измерений атмосферного давления ± 0,08 гПа).
Межповерочный интервал - 1 год.
Нормативные документы
ГОСТ РВ 20.39.304-98.
ГОСТ 8.030-91. «ГСП. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерения магнитной индукции постоянного поля в диапазоне Г10'12 - 510 “ Тл, постоянного магнитного потока, магнитной индукции и магнитного момента в интервале частот от 0 до 20000 Гц».
ВПС-18. «Военная поверочная схема для средств измерений ЭДС и напряжения постоянного тока».
ВПС-20. «Военная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления постоянному току».
ВПС-31. «Военная поверочная схема для средств измерений времени и частоты».
B1IC-34. «Военная поверочная схема для средств измерений избыточного давления».
ВПС-37. «Военная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 100...4-105 Па».
ТУ 25-75(ЗПИ.487.116)-2007. «Установка ЦУ7013. Технические условия».
Заключение
Гип установок ЦУ7013 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме.
