Принцип действия Системы заключается в преобразовании измеряемых физических величин первичными измерительными преобразователями в электрические сигналы, функционально связанные с измеряемыми физическими величинами, с последующим преобразованием, нормализацией и передачей их по каналам связи в измерительные модули Системы.

Конструктивно Система состоит из: пульта управления испытаниями ГТД, серверной стойки, стойки АИИС, шкафов измерения давления, балансирной рамы, первичных преобразователей (ПП), нормализаторов, линий связи, аналого-цифровых преобразователей и цифровой аппаратуры «верхнего уровня» (специализированные платы, компьютеры со специализированным программным обеспечением, мониторы).

Система функционально состоит из 8 модулей, включающих в себя соответствующие измерительные каналы (ИК) на базе обеих подсистем:

• - модуль измерений крутящего момента силы - МИКМ;

• - модуль измерений массового расхода топлива - МИРТ;

• - модуль измерений давления - МИД;

• - модуль измерений температуры - МИТ;

• - модуль измерений частоты вращения роторов - МИЧВР;

• - модуль измерения напряжения постоянного тока - МИНПТ;

• - модуль измерения вибраций - МИВ;

• - модуль измерений прокачки масла МИПМ.

Модуль измерений крутящего момента силы (МИКМ).

МИКМ содержит следующие элементы:

• - балансирная рама;

• - рабочий тензорезисторный S - образный датчик силы типа С2Н-5-С3;

• - весовой терминал ТВ-003/05Д/М16.010.

Крутящий момент силы, приложенный к балансирной раме, уравновешивается моментом силы реакции рабочего тензорезисторного датчика. Его выходной сигнал, пропорциональный крутящему моменту силы, поступает на весовой терминал, где преобразуется в цифровой код с последующим вычислением значений измеряемого сигнала по известной градуировочной характеристике ИК.

Результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.

Модуль измерений массового расхода топлива (МИРТ).

МИРТ предназначен для измерений:

• - объемного расхода топлива на базе турбинных преобразователей расхода ТПР4 и ТПР8;

• - температуры топлива;

• - плотности топлива.

Принцип действия ИК объемного расхода топлива на базе турбинных расходомеров основан на зависимости частоты вращения ротора расходомера от объемного расхода топлива. Частотный сигнал с выхода расходомера поступает на преобразователь сигнала в TTL - уровень, усиливается и передается на модуль измерения частоты I-8084. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением в компьютере значений массового расхода топлива по индивидуальной градуировочной характеристике датчика.

Принцип измерения плотности топлива основан на зависимости плотности топлива от температуры. Измерение плотности производиться в лаборатории при температуре +20 °С и при текущей температуре топлива и заносится в память АИИС.

Информация о текущей температуре топлива, измеряемой в процессе испытаний двигателя, поступает из модуля измерения температуры (ИК температуры рабочих жидкостей на базе платиновых термометров сопротивления).

Результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.

Модуль измерения давления (МИД).

МИД предназначен для измерения:

• - избыточного давления и давления разряжения жидкостей (масла, топлива, гидросмеси) по тракту двигателя;

• - давления воздуха (газов) по тракту двигателя;

• - атмосферного давления.

Принцип действия ИК давления жидкостей (масла, топлива, гидросмеси) и воздуха (газов) по тракту двигателя основан на использовании в качестве ПП малогабаритных датчиков давления СДВ. Принцип работы которых основан на использовании зависимости между измеряемым давлением и упругой деформацией тензочувствительного элемента. Электрический сигнал, пропорциональный измеряемому давлению, подается на вход измерительного модуля I-8017. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением в компьютере избыточного давления и давления разрежения по градуировочной характеристике ИК.

Для измерения атмосферного давления используется барометр цифровой БРС-1М-1. Измеренная информация передается через интерфейс RS-232 в АИИС.

Результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.

Модуль измерений температуры (МИТ).

МИТ предназначен для измерений:

• - напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры воздуха (газов) по тракту ГТД в диапазоне преобразований ПП термоэлектрического типа ХА (К);

• - температуры рабочих жидкостей (топлива, масла, гидросмесей) на базе термометров сопротивления ТС 1088 классов допуска А и В;

• - температуры воздуха на входе в двигатель на базе приемников температуры П-97.

ИК напряжения постоянного тока работает с ПП термоэлектрического типа ХА (К). Измеренное контроллером значение напряжения постоянного тока преобразуется по номинальной статической характеристике (НСХ) в эквивалентное значение температуры, которое передается в АИИС.

Коррекция на температуру холодного спая ПП осуществляется аппаратнопрограммными средствами контроллера.

Принцип действия ИК температуры рабочих жидкостей на базе термометров сопротивления, основан на измерении и преобразовании ПП температуры в электрический сигнал (сопротивление постоянному току), пропорциональный измеряемой температуре, передаваемый на вход контроллера. Измеренное контроллером значение сопротивления по НСХ преобразуется в эквивалентное значение температуры, которое передается АИИС.

ИК температуры воздуха на входе в двигатель работает с приемником температуры П97, сигнал от которого поступает на измеритель регулятор ИРТ5501/М1/А. Измеренная информация передается через интерфейс RS-232 в АИИС.

Результаты измерений индицируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.

Модуль измерений частоты вращения (МИЧВР).

МИЧВР предназначен для измерения частоты электрического сигнала, соответствующего значениям частоты вращения роторов ГТД.

Принцип действия ИК основан на преобразовании частоты вращения ротора в электрический сигнал синусоидальной формы, частота которого пропорциональна частоте вращения ротора. Синусоидальный сигнал преобразуется в одиночные импульсы TTL (HTL) -уровня, вычисление значения измеряемой частоты производится путем подсчета количества импульсов.

ИК включает в себя: датчик генераторного типа (не входящего в состав Системы); преобразователь сигнала в TTL - уровень; измерительный модуль I-8084W, установленный в слот контроллера I-8811.

Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением значения частоты вращения по градуировочной характеристике.

Результаты измерения индуцируются на мониторе, архивируются и оформляются в виде протоколов.

Модуль измерений напряжения постоянного тока (МИНПТ).

МИНПТ предназначен для преобразования напряжения постоянного тока, поступающего от источника напряжения, в цифровую форму и передачу его в АИИС.

ИК включает в себя модуль I-8017, установленный в слот контроллера I-8811 (I-8411).

Модуль измерений вибрации (МИВ).

МИВ предназначен для измерения виброскорости на корпусе ГТД.

Источником информационного сигнала ИК является пьезоэлектрический вибропреобразователь, который преобразует перемещение агрегатов в электрический сигнал, пропорциональный уровню вибрации в месте их установки. Далее этот сигнал подается на вход аппаратуры измерения роторных вибраций ИВ-Д-СФ-3М. Также на вход аппаратуры измерения роторных вибраций подается сигнал частоты вращения ротора. Каждый измерительный канал ИВ-Д-СФ-3М осуществляет измерение роторных гармоник по параметру виброскорости.

Параметры виброскорости роторных гармоник в виде напряжения постоянного тока направляется на вход АЦП.

Измеренное значение напряжения передается в компьютер, где вычисляется значение измеряемой виброскорости по известной градуировочной зависимости.

Результаты измерений индуцируются на монитор, архивируются и формируются в виде протоколов.

Модуль измерений прокачки масла (МИПМ).

МИПМ предназначен для измерения:

• - прокачки (объемного расхода) масла через редуктор двигателя;

• - прокачки (объемного расхода) масла через опору двигателя.

Принцип действия ИК прокачки масла основан на измерении частоты электрического сигнала, поступающего с турбинных преобразователей расхода (ТПР13, ТПР10), частота вращения ротора которых зависит от объемного расхода масла.

Частотный сигнал с выходов ТПР поступает на преобразователь сигнала в TTL - уровень, усиливается и передается на модуль измерения частоты I-8084. Выходные сигналы датчиков преобразуются в цифровые коды с последующим вычислением в компьютере значений объемного расхода масла по индивидуальным градуировочным характеристикам датчиков.

Общий вид составных частей Системы представлен на рисунках 1 - 5.

Место пломбировки от несанкционированного доступа представлено на рисунке 6.

Рисунок 1 - Пульт управления испытаниями ГТД. Вид внешний

Рисунок 2 - Стойка АИИС. Расположение элементов. Вид внешний

Рисунок 3 - Общий вид серверной стойки

Рисунок 4 - Шкаф измерения давлений, расположенный в боксе. Расположение элементов. Вид

Рисунок 5 - Шкаф измерения давлений, расположенный в пультовой. Расположение элементов.

Рисунок 6 - Место пломбировки от несанкционированного доступа

Таблица 4 -

Метрологические характеристики приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Примечания:

• 1 ВП - верхний предел измерения;

• 2 ИЗ - измеряемое значение;

• 3 НЗ - нормирующее значение (диапазон измерения);

Y - приведенная погрешность, %;

6 - относительная погрешность, %;

Д - абсолютная погрешность в единицах измеряемой величины.

Таблица 3 - Основные технические характеристики