| Описание | Принцип действия системы основан на измерении параметров вспомогательной силовой установки ВСУ-117 датчиками физических величин, преобразовании их в электрические сигналы, преобразовании электрических сигналов в цифровой код и передаче цифровой информации в персональный компьютер (далее - ПК) для дальнейшего её использования.
Конструктивно система представляет собой электромонтажный шкаф с первичными измерительными преобразователями. В электромонтажном шкафу размещено следующее оборудование:
8-ми слотовое шасси с промышленными контроллерами и модулями распределенного ввода/вывода и промышленного управления типа NI cRIO;
4-х слотовое шасси с промышленным контроллером и модулями ввода/вывода типа NI PXI;
12-ти слотовое шасси системы согласования сигналов типа NI SCXI-1001;
кабельный адаптер SCXI-1349 с соединительным экранированным кабелем SHС68-68-EPМ;
2-х слотовая установочная плата SCMPB04 с установленными двумя одноканальными усилителями напряжения с гальванической развязкой SCM5B49-05;
коннекторный блок CB-50 I/O c соединительным ленточным кабелем NB9;
клеммные блоки;
8-портовый сетевой коммутатор;
стабилизированный источник питания SITOP SMART 120W;
источник бесперебойного питания UPS Smart 750 V∙A;
комплект соединительных монтажных кабелей;
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) измерительных каналов (ИК) установлены на испытательном стенде и с помощью измерительных кабелей подключены к соответствующим модулям ввода/вывода сигналов через клеммные блоки электромонтажного шкафа.
Функционально система состоит из:
ИК температуры,
ИК давления жидкостей и газов,
ИК расхода жидкости,
ИК частоты переменного электрического тока,
ИК напряжения и силы постоянного электрического тока,
ИК напряжения, силы и мощности переменного электрического тока,
ИК интервалов времени (таймер).
ИК температуры
В состав системы входят ИК температуры двух типов: ИК первого типа - с термометрами сопротивления и ИК второго типа - с термопарами.
Принцип действия ИК первого типа основан на измерении падения напряжения постоянного тока на термометре, сопротивление которого изменяется в зависимости 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) в соответствии с ГОСТ Р 8.625-2006, внесенной в память контроллера, в значение измеряемой температуры.
Принцип действия ИК второго типа основан на преобразовании термопарой измеряемой температуры в электрический сигнал (напряжение постоянного тока), изменяющийся в зависимости от измеряемой температуры. Сигнал напряжения постоянного тока от термопары усиливается измерительным усилителем постоянного тока и поступает на вход АЦП, который преобразует его в цифровой код измеряемого сигнала.
Температура свободных концов термопары измеряется отдельным вспомогательным ИК первого типа и преобразуется контроллером в соответствующее значение термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) с использованием таблицы НСХ в соответствии с ГОСТ Р 8.585-2001 (или индивидуальной статистической характеристики (ИСХ)) для данной термопары.
Далее контроллер суммирует значение измеряемого сигнала от термопары и значение ТЭДС ее свободных концов, после чего результирующая ТЭДС переводится в значение измеряемой температуры с использованием таблицы НСХ (или ИСХ) для данной термопары.
ИК давления жидкостей и газов
Принцип действия ИК основан на преобразовании давления жидкости или газа, 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 переменного электрического тока
Принцип действия ИК основан на прямом измерении частоты переменного тока в контролируемой цепи. Сигнал напряжения переменного тока 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.
ИК напряжения и силы постоянного электрического тока
Принцип действия ИК основан на прямом измерении напряжения в контролируемой цепи или сигнала напряжения постоянного тока, поступающего от датчика тока (измерительного шунта).
Напряжение постоянного тока поступает на вход измерительного усилителя постоянного тока и с выхода усилителя - на вход АЦП, который преобразует его в цифровой код измеряемого сигнала. Сигнал напряжения постоянного тока преобразуется АЦП в цифровой код измеряемого сигнала. Далее контроллером выполняется вычисление значений измеряемого напряжения (силы тока) 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 электромонтажного шкафа системы, места нанесения знака утверждения типа и знака поверки представлены 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
| Рисунок 1 - Общий вид электромонтажного шкафа | Рисунок 2 - Внешний вид замка на дверце электромонтажного шкафа |
|
| Метрологические и технические характеристики | Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение | | Диапазон измерений температуры масла на входе в ВСУ, (С | от 0 до 200 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры масла на входе в ВСУ, (С | (2,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений температуры масла на выходе из ВСУ, (С | от 0 до 200 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры масла на выходе из ВСУ, (С | (2,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений температуры топлива на входе в ВСУ, (С | от -30 до +120 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры топлива на входе в ВСУ, (С | (1,5 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений температуры топлива на выходе из ВСУ, (С | от 0 до 120 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры топлива на выходе из ВСУ, (С | (1,5 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений температуры воздуха за датчиком расхода, (С | от 0 до 250 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воздуха за датчиком расхода, (С | (2,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений температуры топлива за теплообменником, (С | от 0 до 120 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры топлива за теплообменником, (С | (1,5 |
Продолжение таблицы 2
| Наименование характеристики | Значение | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений температуры свободных концов термопар, (С | от 0 до 70 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры свободных концов термопар, (С | (0,5 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений температуры воздуха на входе в служебный компрессор, (С | от 0 до 70 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воздуха на входе в служебный компрессор, (С | (3,5 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений температуры воздуха за служебным компрессором, (С | от 0 до 250 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воздуха за служебным компрессором, (С | (3,5 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений температуры воздуха на входе в ВСУ (точки 1…4), (С | от 0 до 70 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воздуха на входе в ВСУ (точки 1…4), (С | (1,0 | | Количество ИК | 4 | | Диапазон измерений температуры (резервный канал), (С | от 0 до 200 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры (резервный канал), (С | (2,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений давления масла на входе в ВСУ, кПа (кгс/см2 ) | от -49 до +49
(от -0,5 до +0,5) | | Пределы допускаемой приведенной (к верхнему пределу (ВП)) погрешности измерений давления масла на входе в ВСУ, % | (1,0* | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений противодавления масла в магистрали на выходе из ВСУ, кПа (кгс/см2) | от 0 до 98
(от 0 до 1,0) | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений противодавления масла в магистрали на выходе из ВСУ, % | (1,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений давления топлива на входе в ВСУ, кПа (кгс/см2) | от 0 до 294 (от 0 до 3,0) | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений давления топлива на входе в ВСУ, % | (1,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений давления топлива на выходе из дозатора ВСУ, кПа (кгс/см2) | от 0 до 1569
(от 0 до 16,0) | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений давления топлива на выходе из дозатора ВСУ, % | (1,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений противодавления топлива в магистрали на выходе из ВСУ, кПа (кгс/см2) | от 0 до 196
(от 0 до 2,0) | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений противодавления топлива в магистрали на выходе из ВСУ, % | (1,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений статического давления воздуха за служебным компрессором, кПа (кгс/см2) | от 0 до 490
(от 0 до 5,0) | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений статического давления воздуха за служебным компрессором, % | (1,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений давления воздуха за датчиком расхода, кПа (кгс/см2) | от 0 до 490 (от 0 до 5,0) | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений давления воздуха за датчиком расхода, % | (0,3 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений абсолютного давления воздуха на выходе из служебного компрессора, кПа (кгс/см2) | от 98 до 441
(от 1,0 до 4,5) | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений абсолютного давления воздуха на выходе из служебного компрессора, % | (1,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений давления (резервный канал), кПа (кгс/см2) | от 0 до 294 (от 0 до 3,0) | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений давления (резервный канал), % | (1,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений расхода топлива в камере сгорания ВСУ, л/ч | от 29 до 115 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений расхода топлива в камере сгорания ВСУ, % | (1,1 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений расхода топлива на входе в ВСУ, л/ч | от 400 до 900 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений расхода топлива на входе в ВСУ, % | (2,0 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений расхода масла при прокачке через ВСУ, л/мин | от 4 до 9 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений расхода масла при прокачке через ВСУ, % | (1,3 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений частоты переменного тока агрегата ЭУ-117, Гц | от 0 до 500 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений частоты переменного тока агрегата ЭУ-117, % | (0,1 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений частоты сигнала датчика расхода воздуха, Гц | от 0 до 500 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений частоты сигнала датчика расхода воздуха, % | (0,1 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений напряжения постоянного тока на клеммах электростартера, В | от 0 до 32 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений напряжения постоянного тока на клеммах электростартера, % | (0,5 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений напряжения постоянного тока источника питания электростартера, В | от 0 до 32 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений напряжения постоянного тока источника питания электростартера, % | (0,5 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений напряжения постоянного тока (резервный канал), В | от 0 до 32 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений напряжения постоянного тока (резервный канал), % | (0,5 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений силы постоянного тока в цепи электростартера, А | от 0 до 1000 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений силы постоянного тока в цепи электростартера, % | 1,5 | | Количество ИК | 1 | | Диапазон измерений напряжения переменного тока на клеммах фаз А, В, С агрегата ЭУ-117, В | от 0 до 130 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений напряжения переменного тока на клеммах фаз А, В, С агрегата ЭУ-117, % | (0,7 | | Количество ИК | 3 | | Диапазон измерений переменного тока нагрузки агрегата ЭУ-117 (фазы А, В, С), А | от 0 до 100 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений переменного тока нагрузки агрегата ЭУ-117 (фазы А, В, С), % | (1,0 | | Количество ИК | 3 | | Диапазон измерений активной мощности нагрузки агрегата ЭУ-117, кВт | от 0 до 39 | | Пределы допускаемой приведенной (к ВП) погрешности измерений активной мощности нагрузки агрегата ЭУ-117, % | (1,3 | | Количество ИК | 1 | | Длительность интервала времени, с | 600 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений длительности интервала времени 600 с, с | (0,05 | | Количество ИК | 1 | | _______________
*Для ИК избыточного давления и разрежения погрешность приводится к сумме верхних пределов измерения избыточного давления и разрежения (без учета знака) |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение | | Параметры электрического питания:
- напряжение переменного тока, В
- частота переменного тока, Гц | 220(22
50(2 | | Потребляемая мощность, В(А, не более | 400 | | Габаритные размеры шкафа системы, мм, не более:
- длина
- ширина
- высота | 710
610
2100 | | Масса, кг, не более | 170 | | 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 |
|
