Система измерения усилий 4.160.4500.00, 94524-25

Назначение

Система измерения усилий 4.160.4500.00 (далее — СИУ) предназначена для измерения силы тяги и боковой составляющей вектора силы тяги двигателей.

Описание

СИУ представляет собой силоизмерительное устройство следящего статического уравновешивания с отрицательной обратной связью и установлено в вакуумной камере, которая предназначена для воспроизведения условий испытаний двигателей в вакууме.

Принцип действия заключается в усилии, развиваемом изделием, которое поворачивает коромысло подвески и жёстко связанную с ним консоль вокруг оси подвески. На консоли коромысла жёстко закреплён датчик Холла, находящийся в поле постоянного магнита датчика Холла, при движении консоли изменяется положение датчика относительно магнита датчика и, как следствие, напряжённость магнитного поля, воздействующая на этот датчик. Возникающий электрический сигнал с выхода датчика Холла поступает на усилитель СИУ, усиливается и в виде тока компенсации, проходя через шунт, подаётся в компенсационную рамку, находящуюся в поле постоянного магнита компенсатора. Возникающее при этом уравновешивающее усилие противодействует усилию, развиваемому изделием, и препятствует дальнейшему повороту коромысла. В случае уменьшения или увеличения измеряемого усилия, соответственно изменяется угол поворота коромысла подвески, положение датчика относительно магнита датчика, компенсирующий ток, и компенсирующее усилие.

Конструктивно СИУ состоит из:

— неподвижняя часть — подвеска СИУ, установленная в вакуумной камере, представляет собой растяжку, верхняя часть которой вертикальный подвес — труба капиллярная (верхняя опора) и нижняя часть — растяжка — проволока (нижняя опора);

— подвижная часть — горизонтально расположенное коромысло. На одном конце коромысла устанавливается пластина демпфера с компенсационной и тарировочной рамками. Рамки находятся в поле магнита компенсатора, который жёстко связан с обечайкой вакуумной камеры.

К другому концу коромысла перпендикулярно его оси в горизонтальной плоскости прикреплена консоль подвески с установленными на ней: шаговым двигателем FL57ST56-1206A, соединённым системой редукторов с валом поворотного устройства и посадочным фланцем испытываемого двигателя. На противоположном конце консоли расположены балансировочные грузы.

Рядом с местом крепления консоли к коромыслу подвески закреплён датчик перемещения. Напротив, датчика установлен магнит датчика перемещения на устройстве, обеспечивающем перемещение магнита в трёх плоскостях. Устройство жёстко связанно с дном вакуумной камеры.

Дальше на консоли закреплён кронштейн с пластиной магнитодинамического демпфера, находящегося в зазоре магнита демпфера. Магнит демпфера установлен на устройстве перемещения, что позволяет регулировать его положение в горизонтальной плоскости по двум координатам. Демпфер служит для уменьшения колебания подвеса.

Для устранения степеней свободы коромысла в плоскостях, проходящих через ось подвеса, вдоль этой оси под коромыслом закреплены стабилизирующие балансировочные грузы, соединённые с дном вакуумной камеры струнной растяжкой.

В вакуумной камере установлены арретиры — механические тяги, фиксирующие положение коромысла подвески при проведения монтажных работ на подвеске.

Для проверки и оценки положения подвижной части СИУ в воздухе и при испытаниях изделий используется триангуляционный датчик типа LS5-95/30-485-V-2-24-A изготовитель ООО «Призма», жестко закрепленный на вакуумной камере.

— усилитель СИУ 4.160.4420.00, изготовитель АО «ОКБ «Факел», предназначен для усиления электрического сигнала с выхода датчика Холла и передачи его в виде тока уравновешивания, проходящего через измерительный шунт в компенсационную рамку, находящуюся в поле постоянного магнита компенсатора;

— блок переключателей диапазонов 4.160.4470.00, изготовитель АО «ОКБ «Факел», установлен в разрыв компенсационной рамки и предназначен для выбора измерительного шунта в зависимости от величины измеряемого усилия. При помощи переключателей выбирается рабочий диапазон измерения усилия. С шунта, соответствующего выбранному пределу измерения, напряжение подаётся: на мультиметр Agilent 34401А и на регистратор многоканальный технологический РМТ59М;

— поворотное устройство, изготовитель АО «ОКБ «Факел», предназначена для поворота двигателя относительно своей оси с целью точного определения тяги двигателя (осевой составляющей) и угла отклонения вектора усилия;

— устройство приложения опорного значения силы с дистанционным управлением 4.160.4450.00, изготовитель ОА «ОКБ «Факел», предназначено для автоматического приложения значения силы на вход СИУ в условиях открытой и закрытой вакуумной камеры;

— пульт управления устройства приложения опорного значения силы с дистанционным управлением 4.160.4460.00, изготовитель ОА «ОКБ «Факел», служит для питания и управления электроприводом подачи опорного значения силы и индикации положения чаши с грузами;

— двухосевой инклинометр HCR726S-15-M48, изготовитель RION Technology, позволяет проверить качество балансировки коромысла подвески по горизонту в продольной и поперечных плоскостях;

— триангуляционный датчик LS5-95/30-485-V-2-24-A изготовитель ООО «Призма» используется для проверки и оценки положения подвижной части СИУ в воздухе и при испытаниях изделий;

— регистратор многоканальный технологический РМТ 59, изготовитель ООО НПП «ЭЛЕМЕР», г. Москва, оснащён цветным жидкокристаллическим дисплеем и предназначен для отображения результатов измерений силы вектора тяги испытываемого двигателя;

— мультиметр цифровой 34401A, (регистрационный № 54848-13), изготовитель фирма «Agilent Technologies», Малайзия.

Общий вид СИУ, размещаемых в вакуумной камере, приведён на рисунке 1, электронных устройств, размещаемых вне вакуумной камеры, — на рисунке 2-3.

Рисунок 1 — Общий вид СИУ

Рисунок 2 -Технологическая стойка приборов СИУ (1-место размещения маркировочной таблички)

Усилитель СИУ

Блок переключателей диапазонов

Поворотное устройство

Пульт управления устройства

приложения опорного значения силы с

Мультиметр цифровой прецизионный 34401A

Рисунок 3 — Общий вид усилителя СИУ, блока переключателей диапазонов, поворотного устройство, пульта управления устройства приложения опорного значения силы с дистанционным управлением, мультиметра цифрового прецизионного 34401A и регистратора многоканального технологического РМТ 59

Пломбирование СИУ не предусмотрено.

К средствам измерений данного типа относится система измерения усилий 4.160.4500.00, с заводским номерам: 01.

Маркировочная табличка средства измерений выполнена в виде пластинки, крепится на технологическую стойку приборов СИУ и содержит следующие основные данные:

— торговая марка изготовителя или его полное наименование;

— обозначение типа;

— знак утверждения типа;

— заводской номер (в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр). Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.

Программное обеспечение

В РМТ 59 предусмотрено внутреннее и внешнее программное обеспечение (ПО).

Внутреннее ПО состоит только из встроенной в РМТ 59 метрологически значимой части ПО. Внутреннее ПО является фиксированным, не загружаемым и может быть изменено только на предприятии-изготовителе.

Уровень защиты внутреннего ПО от преднамеренного и непреднамеренного доступа соответствует уровню «высокий» по рекомендации по метрологии Р 50.2.077-2014 — данное ПО защищено от преднамеренных изменений с помощью специальных программных средств.

Внешнее ПО, предназначенное для взаимодействия РМТ 59 с компьютером, не оказывает влияния на метрологические характеристики РМТ 59. Внешнее ПО служит для конфигурирования и получения данных измерений в процессе эксплуатации РМТ. Конфигурирование включает разрешение программирования уставок, установку типа первичного преобразователя, установку нижнего и верхнего пределов диапазона преобразования входного и выходного унифицированного сигнала, возможность установки функции извлечения квадратного корня, установку количества измерений для усреднения, задание сетевого адреса и установку пароля. ПО также предусматривает возможность выдачи текстовых сообщений о состоянии РМТ и возникающих в процессе его работы ошибках и способах их устранения. Для защиты внешнего ПО и измерительной информации от изменения или удаления в случае возникновения случайных или несанкционированных воздействий установлен пароль.

Идентификационные данные программного обеспечения, отображаемые на экране РМТ 59 при его загрузке и при входе в «Главное меню», приведены в таблице 1.

Таблица 1

Идентификационные данные (признаки)	Значение
Наименование программного обеспечения	ПО «РМТ config»
Идентификационное наименование ПО	Ver.4.9.0006(*)
Номер версии (идентификационный номер) ПО	9.0006(*)
Цифровой идентификатор программного обеспечения	не применяется
Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения	отсутствует
* Примечание: (*) и более поздние версии.

Технические характеристики

Таблица 2 — Метрологические характеристики СИУ

Наименование характеристики	Значение
Диапазон измерений силы тяги двигателя (вектора тяги), гс	от 0 до 5,0; от 0 до 10,0; от 0 до 20,0; от 0 до 40,0.
Пределы допускаемой приведённой к нормирующему значению (пределу) погрешности измерений силы тяги (вектора тяги) в диапазонах измерений, % от 0 до 5,0 гс от 0 до 10,0 гс от 0 до 20,0 гс от 0 до 40,0 гс	± 2,5 ± 2,5 ± 1,6 ± 1,25
Пределы допускаемой приведённой к нормирующему значению (пределу) погрешности измерений силы тяги (вектора тяги) (с учетом калибровки и поправки на дрейф нуля) в диапазонах измерений, % от 0 до 10,0 гс от 0 до 40,0 гс	± 1,0 ± 0,75

Продолжение таблицы 2

Наименование характеристики	Значение
Диапазоны измерений боковой составляющей вектора тяги, гс	от — 0,10 до 0,10 гс; от — 0,15 до 0,15 гс; от — 0,35 до 0,35 гс; от — 0,70 до 0,70 гс.
Пределы допускаемой приведённой1) к нормирующему значению, %, при измерениях боковой составляющей вектора тяги в диапазоне измерений: от — 0,10 до 0,10 гс	±16
от — 0,15 до 0,15 гс	±16
от — 0,35 до 0,35 гс	±16
от — 0,70 до 0,70 гс	±16
Примечания:
1) в качестве нормирующего значения принимается разность между максимальным и
минимальным значениями поддиапазона измерений

Таблица 3 — Основные технические характеристики СИУ

Наименование характеристики	Значение
Время переходного процесса СИУ при скачкообразном возмущении, не более с	60
Мощность, потребляемая от сети усилителем СИУ, В-А, не более	20
Рабочие условия эксплуатации вторичной аппаратуры: — температура окружающего воздуха, °С — относительная влажность воздуха, %, не более — атмосферное давление, кПа Для частей СИУ, расположенных в вакуумной камере: — давление в вакуумной камере, кПа — температура окружающей среды, °С	от + 15 до + 35 85 от 86 до 106 от 1,33-10-7 до 106 от + 15 до + 35

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист документа 4.160.4500.00РЭ «Система измерения усилий 4.160.4500.00 Руководство по эксплуатации» и документа 4.160.4500.00ФО «Система измерения усилий 4.160.4500.00. Формуляр» типографским способом, а также на маркировочную табличку, расположенную на технологической стойке приборов СИУ.

Комплектность

Таблица 4 — Комплектность СИУ

Наименование	Обозначение	Количество
Система измерения усилий тип 4.160.4500.00	4.160.4500.00	1шт.
Руководство по эксплуатации	4.160.4500.00РЭ	1 экз.
Формуляр	4.160.4500.00Ф0	1 экз.
Методика поверки	_	1 экз.

Сведения о методах измерений

приведены в разделе 2.2 «Подготовка СИУ к использованию» и в разделе 2.3 «Использование СИУ» документа 4.160.4500.00РЭ «Система измерения усилий 4.160.4500.00. Руководство по эксплуатации».