Untitled document
Приложение к свидетельству № 44852
об утверждении типа средств измерений
Лист 1
Всего листов 7
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Система измерения «Каскад-PXI-1»
Назначение средства измерений
Система измерения «Каскад-PXI-1» (далее – Система), ОАО «Пермский моторный
завод», предназначена для измерения силы от тяги двигателей, давления масла, температур
газа, воздуха, масла, расхода масла, частоты вращения роторов, определяемых при испытаниях
авиационных двигателей на стенде №4, регламентируемых отраслевым стандартом ОСТ 1
010021-93«Стендыиспытательныеавиационныхгазотурбинныхдвигателей.Общие
требования».
Описание средства измерений
Принцип работы Системы заключается в преобразовании измеряемых параметров ГТД
датчиками (первичными преобразователями) в соответствующие электрические сигналы,
преобразовании электрических сигналов в цифровые коды и передаче последних в компьютер
верхнего уровня Системы для дальнейшего преобразования их в значения физических величин.
ФункциональноСистемасостоитиз5-тимодулей,включающихвсебя
соответствующие измерительные каналы (ИК):
·
модуля измерений силы от тяги двигателя (МИС);
·
модуля измерений расхода масла (МИРМ);
·
модуля измерений давления масла (МИД);
·
модуля измерений температур газа, воздуха, масла (МИТ);
·
модуля измерений частоты вращения роторов (МИЧВР).
МИС содержит следующие элементы:
·
динамометрическую платформу (ДМП), подвешенную на упругих лентах,
работающих в статике на растяжение;
·
рабочий тензорезисторный датчик силы типа 32ТВС4, работающий на сжатие.
Питание моста датчика осуществляется от модуля-нормализатора SCXI-1321/SCXI-
1121. Усиленный сигнал с датчика поступает на вход АЦП типа PXI-6052;
·
рычажное подгрузочное устройство (РПУ), состоящее из двух рычагов (углового и
линейного), эталонных грузов, механического нагружающего устройства и
предназначенное для оперативного контроля точностных параметров МИС и
создания силы подгрузки на ДМП;
·
контрольное устройство (КУ), состоящего из тензорезисторного датчика силы типа
М70КН25-С3, гидравлического нагружающего устройства и предназначенного для
градуировки и поверки МИС.
Сила от тяги двигателя, приложенная к ДМП, уравновешивается силой реакции
рабочего датчика. Его выходной сигнал, пропорциональный силе от тяги, усиливается в модуле
- нормализаторе и преобразуется в АЦП в пропорциональный цифровой код. Последний
преобразуется в компьютере верхнего уровня с помощью градуировочной зависимости в
цифровой код измеряемой силы.
МИРМ включает в свой состав ИК на базе турбинного преобразователя расхода типа
ТПР 12-2-3. Частотный сигнал с выхода ТПР, функционально зависящий от объемного расхода
масла через двигатель, поступает на вход модуля-нормализатора типа SCXI-4320/SCXI-1126.
Нормализованный сигнал поступает далее на вход АЦП PXI-6052. Цифровой код с выхода АЦП
поступает в компьютер верхнего уровня Системы, где на основании градуировочной
зависимости преобразуется в цифровой код расхода (расхода) масла через двигатель.
МИД включает в свой состав датчик давления модели АDZ-SML-20 (Госреестр №
32333-06), модуль-нормализатор SCXI-1300 /SCXI-1102 и АЦП PXI-6052. Цифровой код с
Лист № 2
Всего листов 7
выхода АЦП вводится в компьютер верхнего уровня, где на основании градуировочной
характеристики преобразуется в цифровой код давления.
МИТ состоит из:
·
ИК электрического напряжения постоянного тока, соответствующего значениям
температур газа за турбиной ГТД от 373 до 923 К (работают с термопарами (ТП)
типа ХА, расположенными на двигателе);
·
ИК электрического сопротивления, соответствующего значениям температуры
масла на входе в двигатель в диапазоне от +20 до + 90 °С. (работает с термометром
сопротивления (ТС) типа ТСП109, расположенном на двигателе);
·
ИК температур масла на выходе из двигателя и воздуха на входе в двигатель на
базе платиновых термометров сопротивления (ТС) типа ТСП109, ТСП98
соответственно.
Принцип действия ИК температуры на базе ТС основан на зависимости изменения
сопротивления термометра сопротивления от температуры среды. Постоянные напряжения с
выходов термометров сопротивления поступают на вход модуля - нормализатора типа SCXI-
1300/SCXI-1102,еговыходныесигналыпреобразуютсявАЦПтипаPXI-6052в
соответствующие цифровыекоды.Вкомпьютереверхнего уровняна основании
градуировочных зависимостей вычисляются значения температур масла на выходе из двигателя
и воздуха на входе в двигатель.
ПринципдействияИКэлектрическогонапряженияпостоянноготока,
соответствующего значениям температур газа за турбиной ГТД, следующий. Аналоговые
сигналы от термопар поступают на входы модулей - нормализаторов типа SCXI-1303/SCXI-
1102, их выходные сигналы преобразуются в АЦП типа PXI-6052 в соответствующие цифровые
коды. Эти цифровые коды передаются в компьютер верхнего уровня Системы, где на
основании градуировочных зависимостей преобразуются в цифровой код температуры.
Принцип действия ИК электрического сопротивления, соответствующего значению
температуры масла на входе в двигатель, следующий. Напряжение с выхода термометра
сопротивления, обусловленное протеканием через него эталонного тока, вводится на входы
модулей - нормализаторов типа SCXI-1303/SCXI-1102, их выходные сигналы преобразуются в
АЦП типа PXI-6052 в соответствующие цифровые коды. Эти цифровые коды передаются в
компьютер верхнего уровня Системы, где на основании градуировочных зависимостей
преобразуются в цифровой код температуры масла на входе в двигатель.
МИЧВР содержит два ИК частоты переменного тока, соответствующих по частоте
частотам вращения роторов двигателя от 0 до 5000 и от 0 до 13000 об/мин. Напряжения
переменного тока (частотные сигналы) с выходов датчиков частоты вращения роторов,
расположенных на двигателе, поступают на входы нормализаторов типа SCXI-4320/SCXI-1126.
Нормализованный частотный сигнал поступает далее на вход АЦП PXI-6052. Цифровые коды с
выходов АЦП, соответствующие частотам сигналов, поступают в компьютер верхнего уровня
Системы, где на основании градуировочных зависимостей преобразуются в цифровые коды
частот вращения роторов.
Фотография общего вида Системы и места пломбировки приведена ниже.
Лист № 3
Всего листов 7
до плюс 175
Метрологические и технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики Системы приведены в
таблице 1.
Таблица 1
Измеряемые параметры, количествоДиапазоны
№измерительных каналов (ИК), единицыизмеряемыхПогрешность измерения
измерения параметров
1Сила от тяги двигателя, 2 ИК, кН
от минус 40
±
0,5 % от 0,5 R
max
*
)
±
0,5 % ИЗ*
)
до 1×10
-3
2Расход масла, 1 ИК, м
3
/с
от 1,67×10
-4
±
3,0 % ВП*
)
3Давление масла, 1ИК,
к
Паот 0 до 600
±
1,0 % ВП
Рисунок 1 Общий вид Системы
Рисунок 2 Место пломбировки от несанкционированного доступа
Место пломбировки
Аппаратура верхнего
уровня системы
Сервер «Каскад PXI»
Крейты SCXI
Крейт PXI
Лист № 4
Всего листов 7
4
± 1,5% ВП
5
Температура воздуха на входе в двигатель,
6 ИК,
°
С (К)
±
0,5% ИЗ (К)
6
ИК электрического напряжения
постоянного тока, соответствующего
значениям температур газа за турбиной ГТД
в диапазоне температур от 373 до 923 К,
12 ИК, мВ
от 3 до 50
± 0,07 % ВП (по
температуре)
(± 1 % ВП по
температуре с учетом
погрешности ПП*
)
)
7
ИК электрического сопротивления,
соответствующего значениям температуры
масла на входе в двигатель в диапазоне
температур от +20 до +90°С, 1 ИК, Ом
от 80 до 160
8
ИК частоты переменного тока,
соответствующей частоте вращения ротора
вентилятора в диапазоне от 0 до 5000
об/мин, 1 ИК, Гц
от 0 до 5333
9
ИК частоты переменного тока,
соответствующей частоте вращения ротора
КВД в диапазоне от 0 до 13000 об/мин,
1 ИК, Гц
от 0 до 7807
Примечания:
*) – определения характеристик по ОСТ 1 010021-93
Температура масла на выходе двигателя,
1 ИК,
°
С
от плюс 20
до плюс 200
от минус 50
до плюс 50
(223 до 323)
± 0,60 % ВП (по
температуре)
(± 1,5 % ВП по
температуре с учетом
погрешности ПП)
± 0,01 % ВП(по частоте
переменного тока)
(± 0,15 % ВП по частоте
вращения ротора с
учетом погрешности ПП
± 0,01 % ВП (по частоте
переменного тока)
(± 0,15 % ВП по частоте
вращения ротора с
учетом погрешности
ПП)
Условия эксплуатации Системы по ГОСТ 8.395- 80 «Нормальные условия измерений
при поверке. Общие требования»
Габаритные размеры (ширина, длина, высота), м:
·
модуль измерения силы от тяги двигателя........................................................ 3 × 7 × 5
·
модуль измерения давления масла............................................................ 0,5 × 0,5 × 0,5
·
модуль измерения температур газа, воздуха, масла................................ 0,5 × 0,5 × 0,5
·
модуль измерения расхода масла............................................................ 0,5 × 0,5 × 0,5
·
модуль измерения частоты вращения роторов......................................... 0,3 × 0,3 × 0,3
Примечание. Модули включают в свой состав элементы, распределенные по стенду.
Указанные габаритные размеры соответствуют условию концентрации элементов модуля в
одном месте.
Программное обеспечение (ПО) Системы делится на несколько основных категорий:
·
системные программы,
·
консольные программы,
·
оконные программы.
Ксистемнымпрограммамотносятсяпрограммы,взаимодействующиес
измерительной аппаратурой и занимающиеся обменом информацией между компьютерами в
сети, а также программы для обслуживания рабочих сессий.
Консольные программы - это программы, запускаемые из командного окна (консоли,
терминала), не имеющие оконного интерфейса и получающие при необходимости
Оконное ПО
Лист № 5
Всего листов 7
дополнительные параметры из различных файлов, в командной строке при запуске, либо
интерактивно в этом же командном окне.
Оконные программы выполняют функции диспетчера программ, менеджера сессий,
редактора базы данных стенда, занесения первичных данных, записи и просмотра трендов,
регистрации точек, оценки динамических характеристик.
ПО «Каскад-PXI» разработано специалистами отдела АСУТП ОАО «Протон-ПМ».
Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) приведены в таблице 2.
Таблица 2
НаименованиеИдентификационноеНомер версииЦифровойАлгоритм
программного наименование программного (идентификацио идентификатор вычисления
обеспеченияобеспечения нный номер)программногоцифрового
программного обеспечения идентификатора
обеспечения(контрольная суммапрограммного
исполняемого кода) обеспечения
System: SC1 Ascan
468.001.08
0624bde568c4e01cb
System: SC2 Dscan
468.001.08
8f5d31b262b7d8d
Системное ПО НУ
System: 232
468.001.08
System: Com 4
468.001.08
System: Rotomas
468.001.08
Console: DX
468.001.08
974d13eca73cb1d66
Console: RecDynamic
468.001.08
7b993865c49ea02
Console: RecTrend
468.001.08
Консольное ПО
Console: RecStatic
468.001.08
Console: Tarir
468.001.08
Console: TarirGrp
468.001.08
Console: Rcalibr
468.001.08
Window: InformData
468.001.08
f366282d73d15e95f
Window: RecStart
468.001.08
fca72b97711092d
md5
Используемоеспециализированноепрограммноеобеспечениеневносит
дополнительных погрешностейк значениям, приведенным втаблице 1, поскольку
вычислительныеоперациив Системе используются только для алгебраических
преобразований, а метрологические характеристики измерительных каналов нормированы в
целом, с учетом работы программного обеспечения. Используемые программы защищены
паролями, с заданной периодичностью выполняется резервное копирование файлов данных.
Программный ключ защиты исполняемых файлов и файлов данных поставляется на внешней
съемной флэш-памяти.
Уровень защиты ПО «Каскад-PXI-1» соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010
исключает возможность непреднамеренных и преднамеренных изменений ПО и измеренных
данных.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится графическим способом на таблички, закрепленные на
стойках Системы и типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность средства измерений
Тип датчика
Наименование
№
п/п
Кол.Примечание
1
1
2
3
ДМП
32ТВС4
М70КН-25-С3
Динамометрическая платформа
Датчик силы рабочий
Датчик силы контрольный
2
2В составе МИС
Лист № 6
Всего листов 7
В составе МИТ
9
1
–
10
1
–
4Trial-2-3
В составе МИРМ
В составе МИД
5ADZ-SML-20
6ТСП-109
7ТСП-98
8
Турбинный преобразователь расхода
Датчик давления
Приемник температуры
Приемник температуры
Аппаратура верхнего уровня системы
1
1
1
6
1
Верхний уровень
Система измерения «Каскад-PXI-1».
Методика поверки. МП «Каскад-PXI-1»
Система измерения «Каскад-PXI-1».
Руководство по эксплуатации. РЭ «Каскад-
PXI-1» шифр РЭ-10-2010
Поверка
осуществляется по документу «Методика поверки. Система измерения «Каскад-PXI-1. МП
Каскад-PXI-1», утвержденному ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» и ФГУП «ВНИИМС» 10
февраля 2011 г. и входящим в комплект поставки.
Основные средства поверки:
·
ТВЭУ-20П с эталонным динамометром С 2-20 (Госреестр № 19765-10)
погрешность ± 0,1 % в диапазоне (0,1 … 1,0) R
max
;
·
метрологический набор термометров типа ТЛ-4 (Госреестр № 303-91), кл.т. 1;
·
индикаторы часового типа ИЧ-10 (Госреестр № 33841-07), к.т.1, (2 шт.);
·
измерительный преобразователь давления цифровой типа ИПДЦ, (Госреестр №
6788-03), основная погрешность
±
0,06 % от ВП;
·
многофункциональный калибратор модели TRX-IIR, (Госреестр № 42789-09),
диапазонывоспроизведения:напряжения,мВ,10…120,0,025 % ВП,
сопротивления, Ом, 0…400, 0,05 % ВП;
·
установка УПСТ-2М, (Госреестр № 16173-02 пределы допускаемых значений
средних квадратических отклонений случайной составляющей погрешности σ(Δ) ≤
9,0 мкВ;
·
вольтметр В2-29 (Госреестр № 4676-75) измеряемое напряжение 1 мкВ...1,4 В с
погрешностью ± (0,1...0,2) %;
·
генератор Г3-110, (Госреестр № 5460-76), диапазон частот (0,001-2000000) Гц,
погрешность установки частоты
±
3
×
10
-7
Гц;
·
трубопоршневая установка ТПУ-1 (свидетельство об аттестации №1), основная
погрешность 0,15% ИЗ.
Сведения о методиках (методах) измерений
«Система измерения «Каскад-PXI-1». Руководство по эксплуатации. РЭ «Каскад-PXI-
1» Шифр РЭ-10-2010. Раздел 2 «Методы прямых измерений».
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерения «Каскад-
PXI-1»
- Отраслевой стандарт ОСТ 1 010021-93 «Стенды испытательные авиационных
газотурбинных двигателей. Общие требования»;
- ГОСТ 8.558-93 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения
температуры»;
- ГОСТ 8.145-75 «ГСИ. Государственный первичный эталон и общесоюзная
поверочная схема для средств измерения объёмного расхода жидкости в диапазоне от 3*10
-6
до
2*10
3
м
3
/с»;
- ГОСТ 8.017-79 «ГСИ. Государственный первичный эталон и общесоюзная
поверочная схема для средств измерения избыточного давления до 250 МПа»;
Лист № 7
Всего листов 7
- ГОСТ 8.129-99 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения
времени и частоты»;
- ГОСТ 8.395- 80 «ГСИ. Нормальные условия измерений при поверке. Общие
требования»;
- ГОСТ Р 8.663-2009 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств
измерения силы».
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования
обеспечения единства
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции
других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской
Федерации обязательным требованиям.
Изготовитель
ОАО «Пермский моторный завод»,
614990, г. Пермь, ул. Комсомольский проспект-93.
Тел/факс: 8-(342) 245-05-24/8-(342) 240-94-56
E-mail:
Http:
Испытательные центры
ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС», аттестат аккредитации № 30004-08.
119361, г. Москва, ул. Озерная, 46.
Тел./факс: (495) 437-5577, 437-5666.
E-mail:
Http:
ГЦИ СИ ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова», аттестат аккредитации № 30093-05.
111116, г. Москва, ул. Авиамоторная, 2.
Тел./факс: (499) 763-5747,
763-6110
.
E-mail:
Http:
Е.Р. Петросян
Заместитель Руководителя
Федерального агентства
по техническому регулированию
и метрологии
м.п.
«_____» _______________ 20 ____ г.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.