СТЕНД ДЛЯ КАЛИБРОВКИ

Полезная модель относится к области испытания аэродинамических моделей (АМ) в аэродинамической трубе (АДТ), в высокоскоростном воздушном потоке и может быть использована для калибровки систем диагностики аэродинамической модели.
Из существующего уровня техники известен стенд для испытания образцов материалов и элементов конструкций, он состоит из испытательных машин, в которых закреплены испытываемые образцы с установленными тензорезисторными датчиками, и многоточечной измерительной системы, которая содержит n+1 выносных коммутаторов датчиков, при этом соответствующие измерительные входы каждого из n выносных коммутаторов системы соединены с выходами тензорезисторов и датчиков подготовленного к испытаниям образца и постоянно соединены с выходами динамометров испытательных машин, а измерительные входы n+1-го коммутатора системы соединены с выходами имитаторов сигналов типов датчиков, подсоединенных к n коммутаторам, измерительные выходы коммутаторов системы через измерительную магистраль соединены с измерительным входом измерительно-управляющего блока системы, управляющие входы коммутаторов системы через магистраль управления соединены с управляющим выходом измерительно-управляющего блока системы, а информационный вход и выход измерительно-управляющего блока системы через интерфейсный блок соединен с соответствующим портом компьютера (патент на полезную модель RU 96651, МПК G01D 9/00, опубликован 10.08.2010 г). Стенд не обеспечивает настройку на требуемый уровень защиты и калибровку измерительно-информационной и управляющей системы (ИИ и УС) диагностики аэродинамической модели перед ее испытанием в АДТ.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является стенд имитационной калибровки измерительных каналов системы управления разгрузочно-загрузочной машины (РЗМ) ядерного реактора, содержащего имитационно-измерительную систему, состоящую из двух автономных имитационно-технологических измерительных каналов (ИТК1 и ИТК2), предназначенных соответственно для измерения технологических параметров рабочей среды РЗМ (энерговыделение в зонах нагревателя) и для измерения перемещения ее захвата. Стенд имеет автоматизированную систему управления калибровкой измерительных каналов РЗМ. Каждый измерительный канал стенда включает в свой состав датчик метрологической характеристики, нормирующие преобразователи, преобразователи АЦП и ЦАП входного и выходного сигнала датчика, подключенного к контроллеру, связанного с устройством отображения результатов измерения, свидетельствующих о готовности РЗМ к перегрузке топлива ядерного реактора. (Патент на полезную модель RU №118082 G05B 17/00, G05И 17/02, опубликован 10.07.2012 г.) Стенд не обеспечивает уровень защиты и калибровку системы диагностики ИИ и УС аэродинамической модели перед испытанием в АДТ. Недостатком всех вышеуказанных технических решений является отсутствие возможности безопасного проведения испытания моделей в АДТ при достижении критических режимов ее поведения в высокоскоростном воздушном потоке. Настройка и калибровка ИИ и УС выполняется на силовоспроизводящей испытательной машине вне АДТ.
Задачей и техническим результатом полезной модели является разработка стенда для калибровки и настройки системы диагностики аэродинамической модели, на базе испытательной машины при статическом и циклическом нагружении в диапазоне нагрузок 10-10000 кг, перед испытаниями модели в АДТ, что при неизменном качестве уменьшает время и стоимость этого процесса по сравнению с тем, как если бы он осуществлялся при работающей АДТ.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в стенде для калибровки, содержащем имитационно-измерительную систему, состоящую из двух автономных каналов, каждый из которых включает в себя датчики метрологической характеристики, нормирующие преобразователи, АЦП и ЦАП входного и выходного сигнала датчика, подключенного к контроллеру, связанного с устройством отображения результатов измерения, в имитационно-измерительную систему введен упругий элемент с одинаковыми симметрично расположенными пластинами и установленными на них датчиками метрологической характеристики, образующими тензометрические мосты и дублирующими друг друга, при этом упругий элемент установлен в испытательной машине, один из узлов его крепления в испытательной машине выполнен шарнирным, а между захватами испытательной машины расположено нагружающее устройство.
Сущность полезной модели поясняется на фигуре, на которой показан стенд для калибровки.
Предлагаемый стенд состоит из испытательной машины, служащей для воспроизведения статических и циклических нагрузок с высокой степенью точности 1, нагружающего устройства 2, расположенного между захватами испытательной машины, шарнира 3, установленного в испытательной машине упругого элемента, состоящего из двух симметричных пластин 4, установленных на них дублирующих друг друга датчиков метрологической характеристики, образующих тензометрические мосты 5, включенных в нормирующий преобразователь многоканального измерительного устройства с АЦП и ПАП входного и выходного сигнала каждого канала 6 и информационной управляющей аппаратуры - компьютера, отображающей результаты измерений 7. Один из узлов крепления упругого элемента в испытательной машине выполнен шарнирным. Стенд содержит имитационно - измерительную систему, датчики метрологической характеристики, нормирующие преобразователи, преобразователи АЦП и ЦАП входного и выходного сигнала, подключенные к контроллеру, связанному с устройством отображения результатов измерения. Также в состав имитационно-измерительной системы входит упругий элемент с тензометрическими мостами.
Работает предлагаемый стенд следующим образом. Растягивающее усилие передается на расположенное между захватами испытательной машины нагружающее устройство, которое деформирует (изгибает) одновременно две пластины упругого элемента с установленными на них тензометрическими мостами. Сигналы с дублирующих друг друга тензометрических мостов, в режиме реального времени поступают на многоканальное измерительное устройство, которое усиливает сигнал, преобразует его в цифровой вид и выдает на компьютер (ИИ и УС), в котором происходит обработка измерительной информации, вычисляется зависимость измерительного сигнала от нагрузки для статического и цикличного нагружения. При испытаниях в АДТ эта зависимость используется для сравнения фактического значения сигнала с тензомостов с заданной величиной, соответствующих критическому режиму. При достижении этой величины выдается команда на корректировку экспериментального процесса в АДТ.
Сформирован опытный образец стенда, апробированный для АМ, результаты эксперимента приведены ниже.
Основные задачи, которые решает предлагаемый стенд калибровки системы диагностики аэродинамической модели на критических режимах в АДТ:
1. Безопасное повышение скорости продуваемой модели в АДТ.
2. Повышение достоверности основной аэродинамической характеристики (поляры) продуваемой модели.
3. Снижение количества экспериментов на 5÷10%, понижение энергозатрат на дорогостоящий эксперимент на 5÷10%.
4. Снижение веса аэродинамической модели более чем на 20%.
5. Экономия трубного времени на (35%) за счет калибровки и настройки системы (ИИ и УС) вне АДТ.
6. Калибровка системы диагностики аэродинамической модели на критических режимах в АДТ.
7. Точность измерения сигнала повышается на 25%.