Принцип действия системы основан на измерении первичными измерительными преобразователями (ПИП) физических величин, преобразовании их в электрические сигналы и далее (с помощью четырех систем сбора данных ССД1 - ССД4) - в цифровой код для дальнейшей его передачи на персональный компьютер (ПК), осуществляющий обработку, выдачу, хранение информации и ведение печатного протокола.

Конструктивно система включает в себя:

• - пульт управления, в состав которого входит автоматизированное рабочее место (АРМ), приборный отсек;

• - комплект ПИП.

В состав АРМ входят: рабочая станция (персональный компьютер) Kraftway Credo KW32 с встроенной ССД1; ЖК-монитор; принтер; клавиатура и манипулятор «мышь». ССД1 включает в себя модули нормализации частотных сигналов и модульный частотомер-счетчик импульсов стандарта РС1е, установленный в слот PCI Express материнской платы рабочей станции.

В состав приборного отсека входят: ССД2 - ССД4, содержащие контроллеры с модулями аналого-цифрового преобразования (АЦП) стандарта CompactRIO; сетевой коммутатор; источник бесперебойного питания.

Комплект ПИП содержит:

• - преобразователи давления измерительные АИР-10 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде (рег. № ) 31654-14);

• - датчики давления «ЭЛЕМЕР-100» (рег. № 39492-08);

• - преобразователи расхода турбинные ТПР7 (рег. № 8326-04);

• - термопреобразователи сопротивления ДТС 105-100П (рег. № 28354-10);

• -  термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-2700 (рег. № 38548-13);

• - датчик измерения мощности ДИМ-200В (рег. № 21891-07);

• - шунт измерительный стационарный 75 ШИСВ (рег. № 24112-02).

Пульт управления расположен в помещении кабины наблюдения, ПИП - в помещении испытательного бокса.

ССД1 - ССД4 соединены с ПИП линиями связи длиной до 15 м и с ПК через сетевой коммутатор линиями связи длиной до 5 м.

Структурная схема системы приведена на рисунке 1.

«К|1Ы(И»СЦ)

СЦ-ЗНЬДгаьССЮ

N1-9924

ТВ-9214 *

ТВ-9214

ТВ-9214 *

ТВ-9214

ТВ-9214 *

Синхронизация (ЮО Гц)

CU4 ШиЗсмиССИ

NI-9924-

4I-9923

N■9923

Синхронизация (ЮО Гц)

ПреобразсЛашели сигналов FL157A

N1-9924 *

N1-9923

Синхронизация (ЮО Гц)

Подсеть ССД

Комндоатор

Cisco SB SRW2008-K9-G5

Плата коннекторная CB-68PR

JUL

Синхронизация (ЮО Гц)

Принтер

К.тшищра

Мыпп.

? TIK(Kraftway Credo 5 , SH68-48-01,

1 KW32, ССД1) g

ЖК-монитор

Рисунок 1 - Структурная схема системы

Функционально система состоит из измерительных каналов (далее - ИК):

- давления воздуха ( газов ) и жидкостей;

- температуры воздуха (газов) и жидкостей;

- напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К), TXK(L);

• - массового расхода топлива;

• - массового расхода отбираемого воздуха;

• - частоты электрических сигналов, соответствующей значениям частоты вращения роторов;

• - электрической мощности в нагрузке генератора;

• - напряжения и силы постоянного тока.

Принцип действия ИК давления воздуха (газов) и жидкостей основан на зависимости величины выходного электрического сигнала ПИП (АИР-10, «Элемер-100») от значения воздействующего на чувствительный элемент измеряемого давления. Выходной электрический сигнал ПИП (сила постоянного тока от 4 до 20 мА) преобразуется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением по индивидуальной функции преобразования ИК измеренного значения давления.

Принцип действия ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей:

• - при измерении температуры термометрами сопротивления основан на зависимости изменения сопротивления чувствительного элемента ПИП от измеряемой температуры среды. Сопротивление постоянному току преобразуется в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим определением по индивидуальной функции преобразования ИК с учетом номинальной статической характеристики ПИП измеренного значения температуры;

• - при измерении температуры термопреобразователем с унифицированным выходным сигналом основан на зависимости термо-ЭДС чувствительного элемента ПИП (термоэлектрический преобразователь ТХА(К)) от измеряемой температуры среды. Термо-ЭДС преобразуется ПИП в унифицированный выходной сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА. Выходной электрический сигнал ПИП преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением по индивидуальной функции преобразования ИК измеренного значения температуры воздуха.

Принцип действия ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К), ТХК(Ь) основан на преобразовании АЦП напряжения постоянного тока, создаваемого термоэлектрическим преобразователями ТХА(К), ТХК(Ь), в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением по программе ПК измеренного значения напряжения постоянного тока с учетом индивидуальной функции преобразования ИК.

Принцип действия ИК массового расхода топлива основан на преобразовании ПИП (турбинный преобразователь расхода ТПР7) объемного расхода топлива в частоту электрического сигнала. Электрический сигнал с выхода ТПР7 поступает на вход нормализатора сигнала частоты, который приводит импульсные сигналы к уровню ТТЛ-логики. Эти сигналы преобразуются модульным частотомером-счетчиком импульсов в цифровой код, регистрируемый ПК. Массовый расход топлива определяется по программе ПК с учетом плотности топлива и индивидуальной функций преобразования ТПР и ИК частоты электрического сигнала.

Принцип действия ИК массового расхода воздуха основан на использовании уравнения Бернулли, устанавливающего зависимость между изменением скоростного напора и перепадом давления на сужающем устройстве (СУ). СУ представляет стандартное сопло ИСА 1932, выполненное в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586.3-2005. Массовый расход воздуха определяется по программе ПК методом переменного перепада давления по стандартной методике выполнения измерений, приведенной в ГОСТ 8.586.5-2005, с использованием результатов измерений давления и температуры воздуха, а также значений геометрических размеров сужающего устройства, эмпирических коэффициентов и физических констант для воздуха.

Принцип действия ИК частоты электрических сигналов, соответствующей значениям частоты вращения роторов, основан на законе электромагнитной индукции. При каждом прохождении «зуба» индукторной шестерни вблизи торца постоянного магнита ПИП (магнитоиндукционный датчик частоты вращения) образуется ЭДС индукции. Импульсные сигналы поступают на вход нормализатора сигнала частоты, который приводит импульсные сигналы к уровню ТТЛ-логики. Эти сигналы преобразуются модульным частотомером-счетчиком импульсов в цифровой код, регистрируемый ПК. Частота вращения роторов определяется по программе ПК с учетом индивидуальной функции преобразования ИК частоты электрического сигнала.

Принцип действия ИК электрической мощности в нагрузке генератора основан на преобразовании ПИП (датчик измерения мощности ДИМ-200В) электрической мощности в унифицированный сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА. Сигнал с выхода ПИП поступает на вход АЦП, преобразуется в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением по программе измеренного значения электрической мощности в нагрузке генератора с учетом индивидуальной функции преобразования ИК.

Принцип действия ИК напряжения постоянного тока (от 0 до 40 В) основан на преобразовании АЦП напряжения в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением с использованием индивидуальной функции преобразования ИК измеренного значения напря -жения постоянного тока.

Принцип действия ИК силы постоянного электрического тока от 0 до 2000 А основан на преобразовании силы постоянного тока с помощью шунта 75ШИСВ в напряжение постоянного тока от 0 до 60 мВ, поступающего на вход АЦП, преобразующего входной сигнал в цифровой код, регистрируемый ПК, с последующим вычислением с использованием индивидуальной функции преобразования ИК измеренного значения силы постоянного тока.

Внешний вид АРМ и устройство приборного отсека с указанием мест пломбировки (МП) от несанкционированного доступа к системе и нанесения знака утверждения типа (ЗТ) и знака поверки (ЗП) приведены на рисунках 2 - 5.

ЗТ

Рисунок 2 - Автоматизированное рабочее место

Рисунок 3 - Рабочая станция. Система сбора данных ССД1

ЗТ

МП

Рисунок 4 - Внешний вид приборного отсека

Рисунок 5 - Приборный отсек. Система сбора данных ССД2 (ССД3 - ССД4)

Комплект поставки системы приведен в таблице 5.

Таблица 5 - Комплект поставки

Продолжение таблицы 5

Таблица 2 - Состав и метрологические характеристики ИК системы, включающих ПИП и вторичную часть ИК

Продолжение таблицы 2

Здесь и далее в таблице 2:

* у от НЗ - приведенная к нормированному значению (НЗ) погрешность; ** Д - абсолютная погрешность;

*** 5 - относительная погрешность.

Продолжение таблицы 2

* ПИП и вторичная часть приведены из состава: ИК давления воздуха (газов) и жидкостей; ИК температуры воздуха (газов) жидкостей

Таблица 3 - Состав и метрологические характеристики ИК системы с входными электрическими сигналами от устройств изделия и ПИП

Таблица 4 - Технические характеристики системы