ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПУЛЬТ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ И ПРОВЕРКИ АППАРАТУРЫ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВ АВИАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Заявленное решение относится к испытаниям авиационных электронных систем, а более конкретно к диагностике и проверке аппаратуры контроля температуры газов авиационного двигателя, предназначенной для измерения температуры газов в условиях полета и при проведении проверок и приемосдаточных испытаний на земле.
Известен комплект измерительного оборудования, используемый для диагностики и проверки аппаратуры контроля температуры газов авиационного двигателя, например комплекта сдвоенной измерительной аппаратуры (типа 2ИА-6). Данный комплект содержит: источник рабочего напряжения, потенциометр постоянного тока, нормальный элемент насыщенный 2 класса, гальванометр типа M192/2, блок питания 27 В 1А, внешнюю сеть переменного тока напряжением 115 В и частотой 400 Гц. Перед проверкой необходимо подключить проверяемую аппаратуру к внешней сети переменного тока напряжением 115 В и частотой 400 Гц., измерить температуру переходных колодок с помощью ртутного термометра. Далее используя таблицу соответствия температуры переходных колодок, задаваемой температуры термопары и напряжения термо-ЭДС термопары, необходимо с помощью ручек на источнике рабочего напряжения и показаний потенциометра постоянного тока выставить напряжение соответствующее термо-ЭДС термопары. Измерить погрешность измерения температуры проверяемой аппаратуры. («Измерительная аппаратура 2ИА-6» Техническое описание и инструкция по эксплуатации 6100.282.001 ТО см. приложение)
Применение данного комплекта оборудования для диагностики и проверки аппаратуры контроля температуры газов авиационного двигателя не обеспечивает достаточного качество измерений и обусловливает высокую трудоемкость его, которая заключаются в следующем:
- большие размеры комплекта оборудования;
- необходимость наличия внешней сети переменного напряжения 115 В и частотой 400 Гц;
- измерение температуры холодного спая с помощью ртутного термометра;
- сложность выставления напряжения, имитирующего термоЭДС термопары, так как требуется использовать таблицу соответствия температуры холодного спая, заданной температуры термопары и термоЭДС термопары в мВ.
Задачей предлагаемого технического решения является снижение трудоемкости процесса диагностики и проверки комплекта измерительной аппаратуры, повышение качества проверки, сокращение эксплуатационных затрат и времени проверки контроля.
Поставленная задача решается за счет того, что измерительный пульт для диагностики и проверки аппаратуры контроля температуры газов авиационного двигателя содержит выполненные в едином корпусе управляющий модуль со встроенным программным обеспечением, встроенный формирователь источника переменного тока, в виде модуля генератора, с встроенной защитой от перегрева, перегрузки и короткого замыкания, 2-х канальный модуль генератора термо-ЭДС термопары, имитирующий сигнал термопары, модуль измерения сопротивления и температуры, устройства ввода и отображения информации, а также блок электропитания,
Достигаемый при решении поставленных задач технический результат заключается в том, что заявленная конструкция имеет встроенный формирователь питания переменного тока, что исключает необходимость наличия внешней сети переменного тока, а благодаря расширенному
диапазону питания разработанного устройства от сети переменного тока напряжением от 100 Вольт до 230 Вольт и частотой от 50 Гц до 60 Гц достигается универсальность. Также заявленная конструкция, благодаря возможности автоматизировать процесс проверки, позволяет сократить время ее, повысить качество проверки за счет исключения влияния человеческого фактора на точность измерений, значительно снизить эксплуатационные затраты на него и повысить удобство обслуживания.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное решение позволило получить принципиально новую конструкцию измерительного прибора для диагностики и проверки аппаратуры контроля температуры газов авиационного двигателя не известную ранее. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Заявленное решение является промышленно применимым и разработано для диагностики и проверки аппаратуры контроля температуры газов авиационного двигателя.
Заявленное решение поясняется чертежами:
Фиг.1 - блок-схема измерительного пульта
Фиг.2 - схема подключения проверяемой аппаратуры к измерительному пульту.
Измерительный пульт 8 выполнен состоящим из управляющего модуля 1, 4-х канального модуля измерения сопротивления и температуры 2, 2-х канального модуля генератора термо-ЭДС термопары 3, модуля генератора переменного тока 4, блока питающих напряжений 5, устройства вывода информации в виде дисплея 6, устройства ввода информации в виде клавиатуры 7.
Аппаратура 9 контроля температуры газов предназначена для измерения температуры газов авиационного двигателя в условиях полета и на земле и состоит из сдвоенного указателя температуры 10, сдвоенного усилителя 11 и 2-х переходных колодок 12 и 13. Принцип действия аппаратуры контроля
температуры газов 9 основан на компенсационном методе измерения термо-ЭДС термопары.
Сдвоенный указатель температуры 10 предназначен для формирования разности напряжения между термо-ЭДС, генерируемой термопарой, и компенсирующего напряжения, формируемого измерительной мостовой схемой. Кроме того, измерительная мостовая схема осуществляет автоматическую коррекцию компенсирующего напряжения в зависимости от температуры холодного спая. Сформированный сигнал разности поступает на сдвоенный усилитель 11, где усиливается, преобразуется и подается на двигатель отработки сдвоенного указателя температуры 10, который служит для изменения компенсирующего напряжения и привода показывающих стрелок температуры. Переходные колодки 12 и 13 предназначены для подключения термопар и измерения температуры холодного спая, с помощью встроенного термосопротивления.
Управляющий модуль 1 предназначен для управления модулями устройства. Клавиатура 7 предназначена для управления измерительным пультом 8. Дисплей 6 предназначен для отображения параметров выдаваемых или измеряемых измерительным пультом.
2-х канальный модуль 3 генератора термо-ЭДС термопары предназначен для имитации сигнала термопары типа хромель-алюмель градуировки ХА по ЦМТУ 08-26-67 в диапазоне температур от 0 до 1100 С и имеет два гальванически изолированных канала. Принцип имитации сигнала термопары основан на использовании прецизионных цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) и делителей напряжения. Контроль за выдаваемым сигналом ведется прямо в точке подключения к проверяемому оборудованию. При этом используются высокоточные сигма-дельта аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) с автокалибровкой.
4-х канальный модуль 2 измерения сопротивления и температуры предназначен для измерения сопротивления по 4-х проводной схеме в диапазоне от 30 до 300 Ом и температуры по 4-х проводной схеме датчиком
типа РТ100. При этом используются высокоточные сигма-дельта аналогово-цифровые преобразователи (АЦП) с автокалибровкой. Модуль генератора 4 предназначен для формирования переменного напряжения 115 Вольт и частотой 400 Гц, ток нагрузки не более 0,25 А. Он выдает логический сигнал подтверждения, что формируемое питание находится в пределах 115 В ±5%. и имеет встроенную защиту от перегрева, перегрузки и короткого замыкания.
Блок питающих напряжений 5 предназначен для формирования необходимых для работы измерительного пульта питающих напряжений и подключается к сети переменного тока напряжением от 100 до 230 Вольт и частотой от 50 до 60 Гц.
Процесс проверки аппаратуры проходит следующим образом.
Измерительный пульт 8 подает напряжение питания на сдвоенный усилитель 11. Измерительный пульт 8 измеряет температуру переходных колодок 12 и 13 с помощью датчиков температуры. Далее в соответствии с задаваемой температурой с клавиатуры 7 и таблицей соответствия температуры и ЭДС выдаваемой термопарой, измерительный пульт автоматически выставляет на переходных колодках 12 и 13 требуемое напряжение. Далее сигнал поступает с переходных колодок 12 и 13 на сдвоенный указатель 10. С указателя 10 сигнал рассогласования поступает на усилитель 11, где преобразуется в сигнал переменного тока, усиливается и возвращается на управляющую обмотку двигателя отработки указателя 10. Указатель 10 выставляет на циферблате измеренную температуру. При превышении аварийного порога по температуре в указателе 10 срабатывает реле и выдается «сухой контакт на выход». Измерительный пульт принимает этот сигнал и показывает на индикаторе температуру «аварийного порога».
Измерительный пульт 8 позволяет провести проверку работоспособности сдвоенной измерительной аппаратуры путем замыкания соответствующего плеча измерительной мостовой схемы указателя 10. Кроме того,
измерительный пульт позволяет провести проверку влияния на комплект сдвоенной измерительной аппаратуры 2ИА-6 обрыва цепи термопары и влияния замыкания цепей термопары на линию заземления.
Измерительный пульт позволяет также проверить работоспособность и отдельно переходных колодок 12 и 13. Для этого измеряется сопротивление терморезистора, встроенного в переходную колодку и температура переходной колодки. Используя таблицу соответствия сопротивления терморезистора и температуры, измерительный пульт выводит на индикатор соответствующие величины.
Заявленное решение позволяет автоматизировать процесс проверки аппаратуры, значительно снизить эксплуатационные затраты на него, существенно сократить время проверки, повысить качество проверки за счет уменьшением влияния человеческого фактора на точность измерений. Небольшие массогабаритные показатели и низкое энергопотребление, компактное, мобильное исполнение прибора делают возможным использование его как в составе стационарных стендов, так и в «полевых» условиях.