Авіаційні прилади та інформаційно-вимірювальні системи. Авіаційні прилади та інформаційно-вимірювальні системи кафедра технічної експлуатації авіаційного обладнання цибуліс юрис станіславович – заступник. та інформаційно-вимірювальні системи

На своїй основній роботі займаюсь розробкою бортових інформаційних систем для літальних апаратів. Тема дуже цікава, але надто велика для одного топіка. Отже, я почну з самих основ і першу свою статтю на хабрі присвячую загальному опису бортової апаратури повітряного транспорту.

Системи збору даних

• система виміру параметрів двигунів;
• барометричні та радіолокаційні висотоміри;
• вимірювачі повітряної швидкості;
• датчики температури та тиску;
• інерційна навігаційна система;
• і т.п.

До завдань систем збору даних (ССД) входить вимір різних сигналів та фізичних величин, що характеризують стан літального апарату (ЛА). Як правило, така система складається з одного або декількох датчиків підключених до обчислювальних блоків. Кожен обчислювальний блок є невеликою малопотужною ЕОМ, в якій дані від датчиків фільтруються, обробляються і перетворюються до стандартизованого коду (наприклад, ГОСТ 18977-79).

Системи відображення інформації

• комплексний пілотажний індикатор;
• комплексний індикатор навігаційної інформації;
• пульт керування;
• індикатор на лобовому склі;
• нашлемна система індикації;
• і т.п.

Системи відображення інформації (СОІ) видають членам екіпажу пілотажну та навігаційну інформацію, дані від радіонавігаційних систем, систем автоматичного пілотування тощо. Також вони забезпечують двосторонній обмін даними між бортовими інформаційними системами ЛА та членами екіпажу.
У сучасних літальних апаратах встановлюються індикатори на основі кольорових рідкокристалічних матриць, спеціальним чином доопрацьованих для можливості застосування в жорстких кліматичних умовах та за прямого сонячного засвітлення. До складу індикаторів також входять процесорний модуль, графічний контролер та різноманітні інтерфейси зв'язку - по суті, це повноцінний комп'ютер із власним дисплеєм, а часто і клавіатурою у вигляді кнопкового обрамлення.
Пульт керування відрізняється від індикатора розширеною клавіатурою та досить скромним дисплеєм.
Індикатор на лобовому склі та нашлемна система індикації є першими в історії системами доповненої реальності. Їх функції схожі на рідкокристалічними індикаторами, відрізняється лише сам принцип відображення - картинка малюється на майже прозорих екранах проекційним методом.

Системи радіонавігації

Неавтономні системи радіонавігації

• радіотехнічна система ближньої навігації;
• система посадки;
• супутникова навігаційна система;
• система попередження зіткнень;
• і т.п.

Основними функціями неавтономних радіонавігаційних систем є водіння літальних апаратів за курсом, привід на аеродром, допомога при заході на посадку. Такі системи складаються з двох частин: системи радіомаяків на землі (також на борту інших ЛА або КА) та приймачів на борту ЛА, який за параметрами прийнятого від радіомаяка сигналу визначає напрямок на даний радіомаяк. Радіомаяки ведуть мовлення на різних частотах в межах чітко фіксованих діапазонів, що дає можливість налаштуватися на конкретний радіомаяк.

Автономні системи радіонавігації

• автоматичний радіокомпас;
• радіовисотомір;
• доплерівський вимірювач швидкості та кута зносу;
• метеонавігаційна РЛС;
• і т.п.

Автономні системи радіонавігації, на відміну від неавтономних, не вимагають для своєї роботи зовнішніх джерел сигналу. Передавачі та приймачі таких систем знаходяться на тому самому ЛА. Їхнє завдання - визначення характеристик польоту повітряного судна методом радіолокації.

Системи радіозв'язку

• система далекого радіозв'язку;
• система ближнього радіозв'язку;
• система внутрішнього зв'язку між членами екіпажу;
• радіолокаційний відповідач системи керування повітряним рухом;
• система супутникового зв'язку;
• система аварійного зв'язку.

Для зв'язку в межах прямої видимості застосовується НВЧ-радіостанція. Для далекого зв'язку (від 300 до 3000 км) застосовується ВЧ-радіостанція, а також у ВЧ діапазоні працює і система аварійного зв'язку. Спілкування між членами екіпажу ЛА здійснюється по провідному зв'язку.
Радіолокаційний відповідач УВС призначений передачі інформації про місцезнаходження ЛА службам управління повітряним рухом. Він складається з двох приймачів, що працюють на верхні та нижні киливі антени. При прийомі запиту від наземних служб, відповідач формує та відправляє інформаційне слово, що складається з поточних координат ЛА, висоті польоту, швидкості, а у вітчизняних системах ще й про залишок палива на борту ЛА.

Системи автоматичного пілотування

• автоматична система підвищення стійкості та керованості;
• обчислювальна система керування польотом;
• обчислювальна система керування тягою;
• обчислювальна система літаководіння.

Системи автоматичного пілотування призначені підвищення безпеки польоту ЛА. Дані системи зменшують коливання ЛА по всіх осях, автоматично балансують ЛА, погоджують відхилення площин, що управляють, знижують вплив турбулентності, а також знижує навантаження на важелях управління. Також до завдань цих систем входить авоматичний політ ЛА за маршрутом, автоматична посадка, а режимі ручного польоту - прокладання оптимального маршруту руху ЛА.

Залежно від типу ЛА, на ньому може бути специфічне для нього обладнання. Наприклад, на цивільних пасажирських ЛА є система гучного зв'язку і розважальна мультимедійна система. На військових ЛА можна виявити систему управління озброєнням, прицільні та розвідувальні комплекси, станції радіолокації, специфічні пілотажно-навігаційні системи.

Сподіваюся тема виявиться цікавою для хабраспівтовариства. Надалі планую написати докладніше по кожній із систем, особливо щодо систем відображення, а також описати основні тенденції у розвитку вітчизняної та зарубіжної авіоніки.

Література

1. «Радіотехнічні системи» Казарінов Ю.М., Москва, 1990
2. «Авіаційні прилади та системи» Клюєв Г.І., Ульяновськ, УлГТУ, 2000
3. «Довідник пілота та штурмана цивільної авіації» Васін І.Ф., Москва, 1990

UPD:Вставив красиву картинку (знайдено на просторах інтернету)
UPD2:Додав метеолокатор (дякую)

По завершенню вивчення теоретичного матеріалу та виконання лабораторних та практичних робіт курсанти повинні знати: роль авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем у забезпеченні безпеки польотів; вимоги міжнародної організації цивільної авіації ІКАО до бортової авіоніки цивільних повітряних суден; основи теорії, принципи дії, конструктивні особливості та основні експлуатаційні характеристики авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем; принципи розрахунку та конструювання авіаційних приладів та інформаційно – вимірювальних систем; цілі та способи комплексної обробки навігаційної інформації.

По завершенню вивчення теоретичного матеріалу та виконання лабораторних та практичних робіт курсанти повинні вміти: аналізувати роботу авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем; використовувати контрольно-повірочну апаратуру та вимірювальні прилади при дослідженні авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем повітряного судна. аналізувати причини відмов та несправностей авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем.

По завершенню вивчення теоретичного матеріалу та виконання лабораторних та практичних робіт курсанти мають бути обізнані: в основних напрямках розвитку авіаційних приладів та інформаційно – вимірювальні системи; в особливостях льотної експлуатації авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем.

Література основна: Д. А. Браславський. "Авіаційні прилади та автомати" - М.: "Машинобудування" О.І.Михайлов, І.М.Козлов, Ф.С.Гергель Авіаційні прилади. М.: «Машинобудування» В.Г.Воробйов, В.В.Глухов, А.Л.Грохольський та ін. Під ред. В.Г.Воробйова «Авіаційні прилади та вимірювальні системи» - М.: «Транспорт»

Література додаткова: В.І.Купреєв. «Бортові обчислювальні пристрої»-М: Транспорт Під ред. П.А.Іванова. «Апаратура виміру курсу та вертикалі на повітряних суднах цивільної авіації» -М.: «Машинобудування» В.Ю.Алтухов, В.В.Стадник. "Гіроскопічні прилади, автоматичні бортові системи управління літаків та їх технічна експлуатація"-М.: "Машинобудування" Н.М. Богданченко. «Курсові системи та навігаційні обчислювачі літаків цивільної авіації»-М.: «Транспорт»

Навчальні питання Предмет, мета, основні завдання дисципліни та її структура Призначення, склад авіаційних приладів та інформаційно-вимірювальних систем (АП та ІІС) повітряних суден (ВС) Класифікація похибок АП та ІІС ВС Умови експлуатації АП та ІІС ВС

За способом управління прилади поділяють на дистанційні недистанційні. Для дистанційного приладу характерна наявність лінії зв'язку, що з'єднує датчик і індикатор, що рознесені на деяку відстань. Лінія зв'язку може бути механічною, гідравлічною, електричною, пневматичною тощо.

Прилади з безпосередньою видачею інформації поділяють: на прилади з індикацією інформації як цифрових чи аналогових даних; на прилади з видачею зображення у вигляді силуету літака, екрана з картою обстановки тощо; на прилади, що видають інформацію як світлові табло з написами; на прилади, що видають інформацію як звукового сигналу, та інших.

Причинами виникнення похибок вимірів є: неточність математичного опису функціональної залежності, неповнота її реалізації вимірювальному засобі, наявність перешкод і обурень, які впливають значення параметрів функції перетворення тощо.

Методичні похибки визначаються недостатньою розробленістю методу виміру чи наближеністю реалізації функції перетворення на конструкції вимірювального засобу. Інструментальні похибки зумовлюються неточністю виготовлення елементів вимірювального засобу, зміною їх параметрів під впливом довкілля, недосконалістю матеріалів, у тому числі вони виготовляються, тощо.

Абсолютні похибки Абсолютні похибки ІУ виражаються в одиницях вимірюваної величини х або в одиницях вихідного сигналу. Абсолютна похибка ІУ в одиницях вимірюваної величини (наведена до входу ІУ) дорівнює різниці між його показанням х та дійсним значенням вимірюваної величини хо: х = х – х о. Абсолютна похибка ВП у одиницях вихідного сигналу (наведена до виходу ВП) у = у – уо, де у – фактичний вихідний сигнал; уо - ідеальний вихідний сигнал (значення вихідного сигналу, що відповідає дійсному значенню вимірюваної величини відповідно до заданої характеристики). ІУ – вимірювальний пристрій, під яким розуміється прилад чи датчик

Розглядаючи мале збільшення сигналу у як диференціал функції у = ƒ(х), можна отримати наближений зв'язок між похибками х і у: у = · х = S · х де S - чутливість ІУ. Цей зв'язок ілюструється графіком (рис.), на якому суцільною лінією зображена задана (ідеальна) характеристика ІУ, а пунктирною лінією, що з'єднує ряд експериментально знятих точок, фактична (реальна) характеристика. , уо), але в реальної характеристиці – точка У (хо, у). Відрізок АВ = у - уо = у виражає абсолютну похибку ІУ в одиницях у. Якщо точку Спроектувати паралельно осі х на ідеальну характеристику, то отримаємо точку С (х, у). Відрізок СВ = х - хо = х виражає абсолютну похибку в одиницях х. З трикутника АВС випливає зв'язок між х та у у / х = ту ms tgӨ = S, де ms і ту – масштаби графіка по осях х і у; Ө – кут ВСА. Мал. До визначення абсолютної похибки

Відносна похибка Відносна похибка ІУ дорівнює відношенню абсолютної похибки х або у до поточного значення відповідної величини х або у: η х = х/х; η y = у / у Якщо характеристика приладу лінійна і проходить через початок координат (у = Sх), то η = х / х = у / у

Наведена відносна похибка Наведена відносна похибка ІУ дорівнює відношенню абсолютної похибки х або у відповідної абсолютної величини діапазону вимірювання х Д або у Д: ζx = х / х Д; ζy = у/у Д Якщо характеристика ІУ лінійна (у = А + Sх), то ζ = х/х Д = у/у Д.

Авіаційні прилади та вимірювальні системи в процесі льотної експлуатації зазнають зовнішніх впливів: зміни температури та тиску навколишнього середовища, механічних ударів, лінійних прискорень, вібрації, пилу, вологості тощо. Вимоги до літакового обладнання, умови його експлуатації та випробувань встановлюються нормами льотної придатності цивільних літаків (НЛГС-3).

Авіаційне обладнання залежно від розміщення літаком поділяється на обладнання, розташоване: у відсіках з регульованою температурою; у відсіках з нерегульованою температурою та в зонах, що контактують із зовнішнім потоком повітря; у рухових відсіках.

Модуль 1. АВІАЦІЙНІ ПРИЛАДИ ТА ДАТЧИКИ

Розділ 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО АВІАЦІЙНІ ПРИЛАДИ, ВИМІРЮВАЛЬНО-ВИЧИСЛЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ І КОМПЛЕКСИ

Лекція 1. Характеристика дисципліни та її роль у підготовці фахівця. Датчики, інформаційно-вимірювальні системи та комплекси у приладовому обладнанні літальних апаратів

Розвиток та ефективність застосування авіаційної техніки нерозривно пов'язані з удосконаленням бортових засобів інформаційного забезпечення процесу пілотування літальних апаратів. Ускладнення та покращення льотно-технічних характеристик авіаційної техніки, збільшення швидкостей, дальності та висот польоту, розширення кола виконуваних функціональних завдань та зростаючі вимоги до безпеки польотів визначають значне підвищення вимог до точності та швидкодії засобів вимірювання та визначення пілотажних, навігаційних та інших параметрів руху, режимів роботи силової установки, агрегатів та окремих систем.

Необхідність урахування численних факторів та випадкових збурень, використання принципів оптимальної фільтрації та комплексування, широке застосування для обробки, перетворення та відображення інформації засобів обчислювальної техніки зумовили виділення у складі приладового обладнання літальних апаратів вимірювально-обчислювальних систем та комплексів різного призначення. Вимірювально-обчислювальні системи вирішують завдання сприйняття та вимірювання первинних інформативних сигналів, автоматичного збору, передачі та спільної обробки вимірювальної інформації, видачі результатів у формі, зручній для сприйняття екіпажем, введення в системи автоматичного керування, подачі до інших технічних систем літального апарату.

Підготовка фахівців у галузі розробки виробництва та експлуатації авіаційних приладів та датчиків, вимірювально-обчислювальних систем та приладових комплексів передбачає вивчення методів вимірювання пілотажних та навігаційних параметрів польоту, параметрів режиму роботи силової установки та агрегатів, параметрів стану навколишнього середовища, принципів побудови та формування первинних інформативних сигналів , алгоритмів обробки інформації у вимірювальних каналах, статичних та динамічних характеристик та похибок, шляхів підвищення точності та напрямів удосконалення бортових авіаційних приладів, вимірювально-обчислювальних систем та комплексів літаків та вертольотів, що розкриваються в рамках даного навчального посібника.

Навчальний посібник дозволяє обґрунтовано проводити інженерні розрахунки, аналіз та синтез вимірювальних каналів авіаційних приладів, вимірювально-обчислювальних систем та комплексів різного призначення на етапах технічної пропозиції, ескізного та технічного проектування з прив'язкою до реальних об'єктів авіаційної техніки.

Необхідність в отриманні інформації про стан того чи іншого процесу або об'єкта виникає у всіх галузях науки і техніки при проведенні різних фізичних експериментів, при контролі виробничих і технологічних процесів, при управлінні об'єктами, що рухаються і т. п. При цьому вимірювання є основним методом, що дозволяє отримати первинну кількісну інформацію про величини, що характеризують досліджуваний чи контрольований об'єкт чи процес. Інформація, яка отримується в результаті вимірювань, називається вимірювальною інформацією. При цьому важливу роль відіграє точність вимірювання, що безпосередньо залежить від точності вимірювального пристрою, що є технічним засобом отримання інформації про контрольований процес.

Точність вимірювального пристрою визначається його принципом дії, структурною побудовою, вибором конструктивних параметрів функціональних елементів, заходами, що використовуються зниження статичних і динамічних похибок та іншими особливостями його реалізації.

Для забезпечення заданої точності вимірювальних пристроїв необхідно вже на цьому етапі проектування проводити дослідження щодо вибору структури та параметрів, виявлення та подальшого обліку зовнішніх та внутрішніх дестабілізуючих факторів, використання ефективних методів усунення їх впливу на якість роботи вимірювального пристрою.

Терміни та визначення основних понять у галузі вимірювань, вимірювальних приладів та систем нормовані РМГ 29-99 та ГОСТ Р8.596-2002.

Вимірюваннямназивається знаходження значення фізичної величини досвідченим шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів.

Результат вимірує значення фізичної величини, знайденої її вимірювання.

Вимірювальна інформація– це кількісна оцінка стану матеріального об'єкта, одержувана експериментально, шляхом порівняння параметрів об'єкта з мірою (уречевленою одиницею виміру).

Вимірювання засновані на деякій сукупності фізичних явищ, що являють собою принцип вимірів. Вони здійснюються за допомогою технічних засобів вимірів, що використовуються при вимірах та мають нормовані метрологічні параметри.

Засоби вимірівділяться на заходи, вимірювальні перетворювачі, вимірювальні прилади, вимірювальні установки та вимірювальні системи (інформаційно-вимірювальні системи).

міра- Засіб вимірювань, призначений для сприйняттяфізичної величини заданого розміру(наприклад, одиниці виміру, її дробового чи кратного значення). Приклад міри – мірна лінійка (метр), що є мірою довжини.

Вимірювальний перетворювач– засіб вимірювань для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, зручній для передачі, подальшого перетворення, обробки та (або) зберігання, але не піддається безпосередньому сприйняттю спостерігачем.

За місцем розташування вимірювального перетворювача у загальній структурі приладу, пристрої або системи виділяють первинний вимірювальний перетворювач, вторинний і т. д., включаючи вихідний вимірювальний перетворювач.

За принципом дії розрізняють термоелектричний, механічний, пневматичний тощо вимірювальні перетворювачі.

По виду основного інформативного сигналу або характером вимірювального перетворення сигналів розрізняють, наприклад, резистивний, індуктивний, ємнісний, пневмоелектричний.

За варіантом виконання та формою перетворюваних сигналів перетворювача виділяють електронні, аналогові, цифрові і т. п. вимірювальні перетворювачі.

Окрім терміна "вимірювальний перетворювач" використовується близький до нього термін "датчик".

Датчик– це один або кілька вимірювальних перетворювачів, що служать для перетворення вимірюваної неелектричної величини в електричну та об'єднаних в єдину конструкцію.

Термін датчик зазвичай застосовують у поєднанні з фізичною величиною, для первинного перетворення якої він призначений: датчик тиску, датчик температури, датчик швидкості тощо.

Вимірювальний пристрій– засіб вимірювань, призначений для вироблення сигналу вимірювальної інформації у формі, доступноюдля безпосереднього сприйняття спостерігачем.

Вимірювальна установка– сукупність функціонально об'єднаних засобів вимірювань, призначена для вироблення кількох сигналів вимірювальної інформації у формі, зручноюдля безпосереднього сприйняття спостерігачем та розташована в одному місці. Вимірювальна установка може містити у своєму складі заходи, вимірювальні прилади та різні допоміжні пристрої.

Вимірювальна система– це сукупність засобів вимірювань (мір, вимірювальних приладів, вимірювальних перетворювачів) та допоміжних пристроїв, з'єднаних між собою каналами зв'язку, призначена для вироблення сигналів вимірювальної інформації у формі, зручній для автоматичної обробки, передачі та (або) використання в автоматичних системах управління.

У зв'язку з переходом до отримання та використання результатів багаторазових вимірювань, що становлять потік вимірювальної інформації про безліч однорідних або різнорідних вимірюваних величин, виникла проблема їх сприйняття та обробки за обмежений час, створення засобів, здатних розвантажити людину (екіпаж) від необхідності збирання, обробки та подання у формі, доступній для сприйняття та введення в пристрої керування або інші технічні системи. Вирішення цієї проблеми призвело до появи нового класу засобів вимірювання, призначених для автоматизованого збору інформації від об'єкта, перетворення її, обробки та роздільного чи інтегрального (узагальненого) уявлення. Такі засоби (і не лише бортові) спочатку одержали назву інформаційно-вимірювальні системи або вимірювальні інформаційні системи (ІІС). В останні роки все частіше їх називають вимірювально-обчислювальними системами (ІТТ).

Інформаційно – вимірювальні системи та вимірювально-обчислювальні системи– це сукупність функціонально об'єднаних вимірювальних, обчислювальних та інших допоміжних технічних засобів для отримання вимірювальної інформації, її перетворення, обробки з метою представлення споживачеві (у тому числі введення в автоматичні системи управління) у потрібному вигляді, або автоматичного здійснення логічних функцій контролю, діагностики, ідентифікації .

У загальному випадку під ІІC (ІТТ) розуміють системи, призначені для автоматичного отримання кількісної інформації від об'єкта, що вивчається (контрольованого), шляхом процедур вимірювання та контролю, обробки цієї інформації за певним алгоритмом і видачі її у формі, зручній для сприйняття або подальшого використання для управління об'єктом. та вирішення інших завдань.

У складі ІІС та ІТТ об'єднуються технічні засоби, починаючи від датчиків і задатчиків і закінчуючи пристроями видачі інформації, а також всі алгоритми та програми, необхідні як для управління роботою системи, так і дозволяють вирішувати вимірювальні, обчислювальні та допоміжні завдання.

Можливе об'єднання вимірювальних, інформаційно – вимірювальних та вимірювально-обчислювальних систем у вимірювальні, інформаційно – вимірювальні та вимірювально-обчислювальні комплексиз метою забезпечення спільної (комплексної) обробки їх інформації з необхідною точністю та надійністю.

ГОСТ Р 55867-2013

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Повітряний транспорт

МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НА ПОВІТРЯНОМУ ТРАНСПОРТІ

Основні положення

Air transport. Metrological support on air transport. General principles

ГКС 03.220.50

Дата введення 2015-01-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН Федеральним державним унітарним підприємством Державний науково-дослідний інститут цивільної авіації (ФГУП ДержНДІ ГА)

2 ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 034 "Повітряний транспорт"

3 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 22 листопада 2013 р. N 1939-ст

4 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ


Правила застосування цього стандарту встановлені вГОСТ Р 1.0-2012 (Розділ 8). Інформація про зміни до цього стандарту публікується у щорічному (станом на 1 січня поточного року) інформаційному покажчику "Національні стандарти", а офіційний текст змін та поправок - у щомісячному інформаційному покажчику "Національні стандарти". У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковано у найближчому випуску щомісячного інформаційного покажчика "Національні стандарти". Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування – на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет (gost.ru)

1 Область застосування

1 Область застосування

1.1 Цей стандарт встановлює основні положення та правила метрологічного забезпечення повітряним транспортом.

1.2 При використанні цього стандарту в авіаційних організаціях враховуються також додаткові вимоги, які викладені у нормативних правових актах у галузі цивільної авіації та рекомендаціях щодо міждержавної стандартизації у сфері забезпечення єдності вимірювань, що не є міждержавними стандартами.

1.3 Положення та правила цього стандарту поширюються на авіаційні організації повітряного транспорту. Стандарт може застосовуватись щодо метрологічного забезпечення авіаційної діяльності державної авіації.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ Р 8.000-2000 Державна система забезпечення єдності вимірів. Основні положення

ГОСТ Р 8.563-2009 Державна система забезпечення єдності вимірів. Методики (методи) вимірів

ГОСТ Р 8.568-97 Державна система забезпечення єдності вимірів. Атестація випробувального обладнання. Основні положення

ГОСТ Р 8.654-2009 Державна система забезпечення єдності вимірів. Вимоги до програмного забезпечення засобів вимірювальної техніки. Основні положення

ГОСТ ISO 9001-2011 Системи управління якістю. Вимоги

ГОСТ 2.610-2006 Єдина система конструкторської документації. Правила виконання експлуатаційних документів

ГОСТ 8.009-84 Державна система забезпечення єдності вимірів. Нормовані метрологічні характеристики засобів вимірювальної техніки

ГОСТ 8.315-97 Державна система забезпечення єдності вимірів. Стандартні зразки складу та властивостей речовин та матеріалів. Основні положення

ГОСТ 8.532-2002 Державна система забезпечення єдності вимірів. Стандартні зразки складу речовин та матеріалів. Міжлабораторна метрологічна атестація. Зміст та порядок проведення робіт

ГОСТ 8.395-80 Державна система забезпечення єдності вимірів. Нормальні умови вимірювань під час перевірки. Загальні вимоги

ГОСТ 8.417-2002 Державна система забезпечення єдності вимірів. Одиниці величин

ГОСТ ІСО/МЕК 17025-2009 Загальні вимоги до компетентності випробувальних та калібрувальних лабораторій

Примітка - При користуванні цим стандартом доцільно перевірити дію стандартів посилань в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет або за щорічним інформаційним покажчиком "Національні стандарти", який опублікований станом на 1 січня поточного року та за випусками щомісячного інформаційного покажчика "Національні стандарти" за поточний рік. Якщо замінений стандарт посилання, на який дано недатоване посилання, рекомендується використовувати діючу версію цього стандарту з урахуванням усіх внесених до цієї версії змін. Якщо замінений стандарт, на який дано датоване посилання, то рекомендується використовувати версію цього стандарту із зазначеним вище роком затвердження (прийняття). Якщо після затвердження цього стандарту до посилального стандарту, на який дано датоване посилання, внесено зміну, що стосується положення, на яке дано посилання, то це положення рекомендується застосовувати без урахування цієї зміни. Якщо стандарт посилається без заміни, то положення, в якому дано посилання на нього, рекомендується застосовувати в частині, що не зачіпає це посилання.

3 Терміни, визначення та скорочення

3.1 У цьому стандарті застосовуються терміни за ГОСТ Р 8.000 , ГОСТ Р 8.563 , ГОСТ Р 8.568 , ГОСТ Р 8.654 , ГОСТ 8.315 , і навіть по , , зокрема наступні терміни з відповідними определениями:

3.1.1 авіаційна діяльність:організаційна, виробнича, наукова та інша діяльність фізичних та юридичних осіб, спрямована на підтримку та розвиток авіації, задоволення потреб економіки та населення у повітряних перевезеннях, авіаційних роботах та послугах, у тому числі на створення та використання аеродромної мережі та аеропортів, та вирішення інших завдань .

авіаційна інфраструктура:Аеродроми, аеропорти, об'єкти єдиної системи організації повітряного руху, центри та пункти управління польотами літальних апаратів, пункти прийому, зберігання та обробки інформації в галузі авіаційної діяльності, об'єкти зберігання авіаційної техніки, центри та обладнання для підготовки льотного складу, інші, що використовуються при здійсненні авіаційної діяльності споруди та техніка. [Федеральний закон від 08.01.1998 р. N 10-ФЗ "Про державне регулювання розвитку авіації", стаття 1]

3.1.6 метрологічний ризик:Міра небезпеки та наслідків настання несприятливих подій, обумовлених застосуванням недостовірних методів, засобів та способів досягнення необхідної точності вимірювань.

3.1.7 спеціальний засіб вимірів:Засіб вимірювань, контролю та діагностування, розроблений для конкретного виробу авіаційної техніки та застосовуваний при його випробуваннях, технічному обслуговуванні та (або) ремонті, а також для забезпечення авіаційної діяльності та діяльності авіаційної інфраструктури та не підлягає застосуванню у сфері поширення державного регулювання забезпечення єдності вимірювань.

Примітки

1 До спеціальних засобів вимірювань слід також відносити: засоби вимірювань, внесені до Державного реєстру засобів вимірювань та застосовувані на повітряному транспорті в умовах, відмінних від нормованих в експлуатаційній документації, а також нестандартизовані засоби вимірювань, *.
________________

2 Кошти вимірювань, що ввозяться на територію Російської Федерації з метою їх застосування для технічного обслуговування та (або) ремонту авіаційної техніки та (або) забезпечення авіаційної діяльності або діяльності авіаційної інфраструктури, також можуть бути віднесені до спеціальних засобів вимірювань.

3.1.8 засіб забезпечення діяльності:Технічний засіб (виріб), призначений до виконання певної функції авіаційної інфраструктури.

Приклад - засіб радіотехнічного забезпечення польотів, авіаційного електрозв'язку об'єктів єдиної системи організації повітряного руху.

3.2 У цьому стандарті застосовуються такі скорочення:

		Апаратно-програмний комплекс;
		Авіаційна техніка;
		Повітряний транспорт;
		Громадянська авіація;
		Головна організація метрологічної служби;
		Державна система забезпечення єдності вимірів;
		Державний стандартний зразок;
		Інформаційно-вимірювальна система;
		– (ICAO, International Civil Aviation Organization, англ.) – Міжнародна організація цивільної авіації;
		Метрологічне забезпечення;
		Метрологічна служба;
		Міждержавний стандартний зразок;
		Неруйнуючий контроль;
		Об'єкт (об'єкти) цивільної авіації;
		Програмне забезпечення;
		Російська система калібрування;
	Росстандарт	Федеральне агентство з технічного регулювання та метрології;
	Ространснагляд	Федеральна служба з нагляду у сфері транспорту;
		Російська Федерація;
		Засіб вимірів;
		Стандартний зразок;
		Спеціальний засіб вимірів;
		Галузевий стандартний зразок;
		Стандартний приклад підприємства;
		Технічне обслуговування та ремонт;
		Технічне завдання;
		Технічні умови.

4 Загальні положення

4.1 Метрологічне забезпечення на ВТ повинно здійснюватися з метою забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань при провадженні авіаційної діяльності, підтримці льотної придатності повітряних суден та забезпеченні прийнятного рівня безпеки польотів.

4.2 Об'єктами метрологічного забезпечення є:

- технологічні процеси, що застосовуються під час виробництва авіаційної діяльності (у тому числі ТОіР АТ) та для забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури;

- ІІС, СІ (у тому числі ССІ), СО, випробувальне обладнання, а також ПЗ засобів вимірювань та інформаційно-вимірювальних систем.

4.3 Метрологічне забезпечення на ВТ має здійснюватися відповідно до , ГОСТ ISO 9001 , вимог нормативних документів ДСІ, вимог стандарту ІКАО * для гармонізації в частині, що стосується процедур метрологічного забезпечення на ВТ: калібрування, обслуговування та ремонту вимірювального обладнання, а також розпорядчих та нормативних документів федерального органу виконавчої влади у галузі ГА*, *.
________________


Метрологічне забезпечення на ОТ спрямоване на вирішення наступних завдань:

- забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань при провадженні авіаційної діяльності (у тому числі при ТОіР АТ), а також діяльності авіаційної інфраструктури;

- дотримання метрологічних правил та норм, встановлених у нормативних документах ДСІ;

- Визначення оптимальної номенклатури СІ, ССІ, що застосовуються при контролі параметрів АТ та для забезпечення авіаційної діяльності та діяльності авіаційної інфраструктури;

- атестація методик (методів) вимірювань та контроль за їх застосуванням;

- контроль за станом та застосуванням СІ, їх перевірка та (або) калібрування;

- метрологічна атестація ССІ або їх сертифікація як ОДА;

- атестація ЗІ;

- Сертифікація ІІС; випробувального обладнання; ПЗ, що застосовується при вимірі параметрів та для розрахунку похибки СІ та ІІС як об'єктів ГА;

- сертифікація з урахуванням вимог до ОДА: лабораторій (підрозділів), що виготовляють ЗІ для ПК та засобів діагностування АТ; лабораторій (підрозділів), які здійснюють аналіз складу робочих масел авіаційних двигунів; лабораторій (підрозділів) діагностики та ПК АТ.

4.4 Вирішення завдань з МО авіаційної організації на ОТ повинно здійснюватися МС (за її наявності) або відповідальним за МО.

4.5 Відповідальність за МО несе керівник авіаційної організації, а за організацію та виконання завдань з МО – керівник МС (відповідальний за МО).

5 Основні вимоги до метрологічного забезпечення повітряним транспортом

5.1 Метрологічне забезпечення на ВТ має бути передбачене на етапах: розробки, виготовлення, випробувань та експлуатації АТ та засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури.

5.1.1 Метрологічне забезпечення на ВТ має передбачати такі види діяльності:

а) встановлення номенклатури контрольованих параметрів на етапі розробки, випробувань нової АТ та засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури;

б) розроблення вимог до метрологічних характеристик; проведення випробувань ССІ, випробувального обладнання та засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури;

в) метрологічну експертизу конструкторської та технологічної документації, у тому числі на нову АТ у процесі проведення її сертифікаційних випробувань;

г) розробку та атестацію методик (методів) вимірювань;

д) розробку, атестацію, тестування та сертифікацію ПЗ;

е) повірку (калібрування) СІ, калібрування ССІ, метрологічну атестацію СО та випробувального обладнання;

ж) метрологічний контроль та нагляд.

Примітка - На етапах розробки, створення та випробувань АТ та засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури вирішення питань МО покладається на авіаційні та інші організації (підприємства), які виготовляють вироби (обладнання) для авіаційних організацій (авіаційної інфраструктури).

Науково-дослідні інститути ГА за напрямами діяльності беруть участь у вирішенні питань МО відповідно до порядку, встановленого нормативними правовими актами.

5.1.2 Для вироблення та проведення єдиної політики та координації робіт у галузі забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань на ВТ федеральний орган виконавчої влади в галузі ГА у межах його компетенції призначає головні (базові) організації МС відповідно до порядку, встановленого нормативними правовими актами.

Головна (базова) організація МС може бути акредитована на компетентність у провадженні своєї діяльності відповідно до порядку, встановленого правилами.

5.1.3 Положення про головну (базову) організацію МС може бути погоджено з Росстандартом, а МС авіаційних організацій - з державними регіональними центрами метрології.

5.1.4 При експлуатації АТ та засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури організація робіт з МО покладається на МС (відповідального за МО) авіаційної організації. Рішення про створення МС ухвалює керівник авіаційної організації.

5.1.5 Акредитацію МС авіаційних організацій у галузі перевірки засобів вимірювань здійснює Федеральна служба з акредитації (Росакредитація) відповідно до .

5.1.6 Оцінка компетентності та надання повноважень МС у частині виконання калібрування ССІ з урахуванням положень РСК, ГОСТ ИСО/МЭК 17025 , РД 54-3-152.51-97* проводяться уповноваженою експертною організацією, зареєстрованою в РЗК ФДА (на ВТ так ).
________________
* Документ не наводиться. За додатковою інформацією зверніться за посиланням

Повноваження МС у сфері калібрування ССІ можуть також надаватися Органом із сертифікації ОДА (ФГУП ДержНДІ ГА), зареєстрованим Росстандартом.

6 Основні вимоги до метрологічного забезпечення технічного обслуговування та ремонту авіаційної техніки та засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури

6.1 Номенклатура параметрів, контрольованих при ТОіР АТ, встановлюється: на етапах сертифікації зразка АТ відповідно до положень *. Вимоги до МО засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури повинні відповідати *, *, і знаходитися в межах значень, встановлених в експлуатаційній документації.
________________
* Див. розділ Бібліографія. - Примітка виробника бази даних.

Номенклатура параметрів АТ закордонного виробництва та засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури, контрольованих при ТОіР, встановлюється в обсязі та відповідно до технічної документації (посібник з технічної експлуатації, посібник з підтримки, настанови та інші документи), що поставляється разом з АТ та засобами забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури.

6.2 Авіаційні організації повинні застосовувати СІ, внесені до Державного реєстру засобів вимірів; СО, затвердженого типу; ССІ та випробувальне обладнання, внесені до переліку ССІ, що підлягають калібруванні та допущені до застосування на ВТ, підтримувати застосовувані в процесі експлуатації СІ, ССІ, СО та випробувальне обладнання у справному стані та забезпечувати їх своєчасне метрологічне обслуговування (перевірку, калібрування або атестацію).

6.3 СІ, ССІ, що застосовуються при ТОіР АТ та обслуговуванні засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури, підлягають повірці або калібрування в МС, яким надано повноваження відповідно до 5.1.5-5.1.6.

Перевірці підлягають СІ, призначені для застосування у сфері державного регулювання забезпечення єдності вимірів.

СІ, ввезені на територію РФ в одиничному примірнику або що поставляються в комплекті із зарубіжною АТ або засобами забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури і не відносяться до сфери державного регулювання забезпечення єдності вимірювань, представляються на затвердження типу в порядку, встановленому . Порядок періодичного МО СІ, завезених на територію РФ, визначається на етапі проведення випробувань з метою затвердження типу.

Рішення про первинне метрологічне обслуговування (випробування або метрологічна атестація) приймає ГОМС ГА.

6.4 МС здійснюють повірку (калібрування) СІ, а також калібрування ССІ відповідно до області надання повноважень.

6.5 Повірка (калібрування) СІ, калібрування ССІ повинні проводитись за методиками, що входять до складу експлуатаційних документів за ГОСТ 2.610 або викладеними в окремих документах. За відсутності експлуатаційної документації СІ (ССІ) до експлуатації не допускаються.

6.5.1 Методики перевірки (калібрування) розробляються з урахуванням та *. Умови вимірювань під час перевірки (калібрування) СІ (ССІ) повинні відповідати ГОСТ 8.395 .
________________
* Див. розділ Бібліографія. - Примітка виробника бази даних.

6.5.2 Інтервали між повіркою (калібруванням) СІ (ССІ) встановлюються МС авіаційної організації з урахуванням .

6.6 ЗІ, що застосовуються при контролі параметрів АТ, повинні відповідати ГОСТ 8.315 та *. Метрологічні характеристики СО можуть бути визначені в процесі випробувань відповідно або бути визначені в процесі метрологічної атестації (спосіб міжлабораторної атестації за ГОСТ 8.532, розрахунково-експериментальною процедурою або іншими способами). Документація на СО має бути оформлена відповідно до вимог ГОСТ 8.315 та .
________________
* Див. розділ Бібліографія, тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

6.7 МС повинні мати необхідні ресурси, а калібрувальні лабораторії - технічною компетентністю, що відповідає вимогам ГОСТ ИСО/МЭК 17025 .

6.8 МС можуть залучатися до виконання високоточних вимірювань, участі у випробуваннях (сертифікації) продукції, що випускається.

6.9 Вимірювання одиниць величин, контрольованих при провадженні авіаційної діяльності, здійснюється СІ (ССІ), а перевірка (калібрування) СІ (ССІ) - робочими еталонами (засобами калібрування), внесеними до Державного реєстру засобів вимірювань, що мають діючі свідоцтва про повірку (сертифікація) ). Допускається застосовувати ССІ, що пройшли метрологічну атестацію (відомчі випробування) згідно з .

6.10 Результати вимірювань повинні бути виражені в одиницях величин, допущених до застосування на території РФ та відповідних ГОСТ 8.417.

6.11 Виконання вимірювань при ТОіР АТ та ТО засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури проводиться за методиками (методами) вимірювань, що відповідають вимогам ГОСТ Р 8.563, *, *.
________________
* Див. розділ Бібліографія, тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

6.12 Випробувальне обладнання, що застосовується при ТОіР АТ, підлягає атестації відповідно до вимог ГОСТ Р 8.568 та *, *.
________________
* Див. розділ Бібліографія, тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

Примітка - На технологічне обладнання, яке застосовується для виконання операцій технологічного процесу при ТОіР АТ, вимоги ГОСТ Р 8.568 не поширюються.

6.13 ПЗ, що застосовується при вимірюваннях та для розрахунку похибки СІ, каналів інформаційно-вимірювальних систем та випробувального обладнання, підлягає атестації відповідно до Р 8.564* та .
________________
* Ймовірно, помилка оригіналу. Слід читати: ГОСТ Р 8.654-2009. - Примітка виробника бази даних.

6.14 Технічна документація, що розробляється авіаційною організацією, піддається метрологічній експертизі відповідно до , *.
________________
* Див. розділ Бібліографія. - Примітка виробника бази даних.

7 Основні технічні вимоги щодо проведення робіт у галузі метрологічного забезпечення

7.1 Перевірка (калібрування) засобів вимірювальної техніки

7.1.1 Нормовані метрологічні характеристики на СІ, що підлягають повірці (калібрування), встановлюються в нормативних та технічних документах на конкретні типи СІ (ТЗ на розробку, ТУ або методики метрологічного обслуговування) з урахуванням вимог ГОСТ 8.009.

7.1.2 Повірка (калібрування) СІ здійснюється відповідно до графіка з періодичністю, встановленою згідно з 6.5.2. СІ, призначені для спостереження будь-якої фізичної величини (без відліку) і які використовуються як індикатор, повірці (калібрування) не підлягають.

7.1.3 Відповідальні за МО в авіаційній організації подають до МС пропозиції щодо включення до графіка СІ, що застосовуються при ТОіР АТ, та засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури. Графік затверджує керівник авіаційної організації.

7.1.4 МС здійснює повірку (калібрування) СІ відповідно до обов'язкових вимог, встановлених у нормативних документах з повірки (калібрування) або в експлуатаційній документації на СІ із застосуванням перевірочного (калібрування) обладнання (робочі еталони, допоміжні СІ).

7.1.5 Перевірка (калібрування) СІ здійснюється з урахуванням та . Допускається повіряти (калібрувати) СІ за всією номенклатурою параметрів, зазначених у нормативної чи експлуатаційної документації на СІ. Для зміни обсягу параметрів, що підлягають повірці (калібрування), підрозділ авіаційної організації, що експлуатує СІ, подає до МС заявку з переліком параметрів та їх діапазонів, що застосовуються при ТОіР АТ та обслуговуванні засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури. Заявка оформляється за підписом керівника підрозділу, який експлуатує ЗІ.

Вказана вимога може бути обумовлена ​​необхідністю використання в авіаційних організаціях багатофункціональних (широкодіапазонних) СІ, що постачаються в комплекті з авіаційним обладнанням.

7.1.6 Результати перевірки СІ засвідчуються відбитком повірного тавра та (або) свідоцтвом про перевірку відповідно до . Результати калібрування СІ засвідчуються калібрувальним знаком або сертифікатом про калібрування відповідно до , а також записом в експлуатаційних документах. Протокол перевірки (калібрування) СІ оформляється за формою, передбаченою нормативним документом на перевірку (калібрування) *.
________________
* Див. розділ Бібліографія, тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

МС розробляє форму протоколу на перевірку (калібрування) СІ (при відсутності її в нормативному документі), що містить необхідну інформацію про параметри, що повіряються (калібруються) і застосовуються засоби перевірки (калібрування).

7.2 Калібрування спеціальних засобів вимірювань

7.2.1 ССІ, що застосовуються при ТОіР АТ та обслуговуванні засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури, підлягають калібрування в обов'язковому порядку, що проводиться з періодичністю, встановленою , , .

7.2.2 МС здійснює калібрування ССІ відповідно до методик, що входять до експлуатаційних документів або викладені в окремих документах.

Якщо ССІ розроблено чи виготовлено (ввезено територію РФ) за заявкою авіаційної організації (авіаційної інфраструктури), воно має бути випробувано у порядку. Експлуатаційна документація на ССИ у процесі випробувань має пройти метрологічну експертизу відповідно до , але в ССИ, ввезені територію РФ, поставлятися російською.

За відсутності методики калібрування у складі експлуатаційної документації на одиничний екземпляр ССІ, ввезеного на територію РФ, вона може бути розроблена в процесі метрологічної атестації МС авіаційної організації (авіаційної інфраструктури) разом із ГОМС ГА за напрямом діяльності. При ввезенні невеликої партії (не більше п'яти штук) ССІ методику калібрування розробляє організація, яка уповноважена проводити випробування або метрологічну атестацію.

7.2.3 Результати калібрування ССІ заносяться до протоколу, засвідчуються калібрувальним знаком (допускаються нанесення наклейки на лицьову панель з інформацією про дату калібрування та нанесення особистого тавра фахівця, який проводив калібрування) або сертифікатом про калібрування. В експлуатаційну документацію (паспорт чи формуляр) вноситься запис про калібрування. При негативних результатах калібрування оформляється повідомлення про непридатність. Застосування ССІ, похибка яких перевищує значення, зазначені в експлуатаційній документації, не допускається.

7.3 Випробування стандартних зразків, засобів вимірювань та сертифікація спеціальних засобів вимірювань

7.3.1 Випробування СО або СІ з метою затвердження типу проводять відповідно до .

СВ та СІ, не призначені для застосування у сфері державного регулювання забезпечення єдності вимірювань, можуть подаватися на затвердження їх типу у добровільному порядку.

7.3.2 СО, що застосовуються при контролі параметрів АТ, в галузі застосування поділяються:

- на міждержавні (МСО);

- державні (ДСО);

- галузеві (ОСВ);

- Підприємств (СОП).

Порядок розробки, випробувань та реєстрації СО повинен відповідати встановленому ГОСТ 8.315 та .

Випробування МСО, ДСО, ВЗГ та СОП, які не призначені для застосування у сфері державного регулювання забезпечення єдності вимірювань, з метою затвердження типу проводять юридичні особи, уповноважені в установленому порядку в галузі забезпечення єдності вимірювань на виконання випробувань СО. За результатами випробувань СО оформляється свідоцтво про затвердження типу.

7.3.3 ССІ, призначені для застосування під час провадження авіаційної діяльності, повинні піддаватися випробуванням з і .

7.3.4 Випробування ССІ, розробленого з ініціативи авіаційної організації та (або) виготовленого дослідними заводами ГА, здійснюється відповідно до . При необхідності матеріали випробувань можуть направлятися до Росстандарту, який у встановленому порядку оформлює свідоцтво про затвердження типу ССІ. Після отримання свідоцтва ССІ вноситься до переліку ССІ, допущених до застосування на ВТ.

7.3.5 Поодинокі екземпляри ССІ можуть бути сертифіковані Органом із сертифікації ОДА – ФГУП ДержНДІ ГА. Сертифікація ССІ проводиться в обсязі, необхідному для підтвердження нормованих в експлуатаційній документації метрологічних характеристик.

7.3.6 Сертифікація одиничних екземплярів ССІ, а також СІ, ввезених на територію РФ або СІ, внесених до Державного реєстру засобів вимірювань та застосовуваних в умовах, відмінних від нормованих у технічній документації, проводять фахівці Органу із сертифікації ОДА – ФГУП ДержНДІ ГА.

Сертифікація одиничних екземплярів ССІ (СІ) проводиться за програмою та в обсязі, необхідному для нормування метрологічних характеристик ССІ (СІ) стосовно завдань та умов експлуатації при проведенні ТОіР АТ та обслуговування засобів забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури.

7.3.7 Після закінчення сертифікації Орган із сертифікації ОДА оформляє протокол та висновок про МО та можливість застосування ССІ при ТОіР АТ або забезпеченні діяльності авіаційної інфраструктури. За позитивних результатів сертифікації Орган із сертифікації ОДА оформляє сертифікат про затвердження типу ССІ та вносить до переліку ССІ, допущених до застосування на ВТ.

7.4 Атестація випробувального обладнання

7.4.1 Атестацію випробувального обладнання, що застосовується при ТОіР АТ, проводять відповідно до вимог ГОСТ Р 8.568 з урахуванням положень, встановлених розпорядчими та нормативними документами в галузі метрологічного забезпечення на ВТ .

7.4.2 Атестації підлягає випробувальне обладнання:

- метрологічні характеристики вимірювальних каналів якого визначаються кількома складовими;

- при визначенні метрологічних характеристик якого застосовуються непрямі методи вимірів;

- застосовується в умовах, відмінних від нормованих в експлуатаційній документації;

- Імпортне випробувальне обладнання.

7.4.3 Не підлягає атестації обладнання, оснащене:

- бортовими засобами контролю параметрів, що проходять технічне обслуговування згідно з регламентом технічного обслуговування;

- СІ, занесеними до Державного реєстру засобів вимірювань або ССІ, включеними до переліку ССІ, допущених до застосування на ОТ та що експлуатуються в умовах, що не відрізняються від заданих в експлуатаційній документації.

7.4.4 Атестацію випробувального обладнання здійснює ТС авіаційної організації за наявності технічної компетентності та участі фахівців підрозділів, що експлуатують випробувальне обладнання. Атестація випробувального обладнання проводиться під методичним керівництвом (а за потреби та за участю фахівців) ГОМС ГА (ФГУП ДержНДІ ГА), .

7.4.5 Імпортне, а також випробувальне обладнання, при визначенні метрологічних характеристик якого застосовуються непрямі методи вимірювання або метрологічні характеристики вимірювальних каналів якого визначаються кількома складовими, підлягає первинній атестації із залученням ГОМС ГА (ФГУП ДержНДІ ГА). Первинну атестацію випробувального обладнання проводять за програмою.

Періодичну атестацію випробувального обладнання за методикою атестації в обсязі, необхідному для перевірки відповідності метрологічних характеристик, заданим в експлуатаційній документації або отриманим при первинній атестації, може здійснювати МС авіаційної організації при підтвердженні технічної компетентності.

7.4.6 Результати первинної (періодичної) атестації вносять у протокол та оформляють атестат за формою ГОСТ Р 8.568 та . При негативних результатах атестації оформляють повідомлення про непридатність застосування випробувального устаткування.

7.5 Атестація методик (методів) вимірів

7.5.1 Атестацію методик (методів) вимірювань проводять відповідно до вимог ГОСТ Р 8.563 та з урахуванням положень, встановлених нормативними документами у галузі метрологічного забезпечення на ВТ та .

7.5.2 МС здійснюють атестацію методик (методів) вимірювань, що не належать до сфери поширення державного регулювання забезпечення єдності вимірювань.

7.5.3 Атестації підлягають методики (методи) вимірювань, що входять до складу технічних документів, що діють та розробляються авіаційними організаціями, що містять непрямі та багаторазові вимірювання. Методики (методи) вимірів можуть викладатися в окремих документах.

7.5.4 Атестація методик (методів) вимірів проводиться за програмою, розробленою МС авіаційної організації.

Для методики (методу) вимірів, що може використовуватися кількома авіаційними організаціями, програма атестації підлягає узгодженню з науково-дослідним інститутом ГА за напрямом діяльності.

7.5.5 Якщо при реалізації методики (методу) вимірювань використовується ПЗ, яке може вплинути на похибку результатів вимірювань, то при його атестації слід керуватися положеннями та .

7.5.6 Атестація методик (методів) вимірювань може проводитись шляхом теоретичних чи експериментальних досліджень. За результатами досліджень оформляється висновок про відповідність фактичних значень метрологічних характеристик, отриманих при проведенні атестації методики (методу) вимірювань, гранично допустимих значень. За позитивних результатів атестації МС оформляє свідоцтво про атестацію методики (методу) вимірювань. Свідоцтво про атестацію має містити інформацію, що відповідає вимогам ГОСТ Р 8.563 та .

Атестовану методику (метод) вимірів реєструють у реєстрі підприємства (галузі).

7.6 Атестація програмного забезпечення

7.6.1 Атестацію ПЗ здійснюють:

- орган із сертифікації ОДА;

- випробувальні центри (лабораторії), зареєстровані Росстандартом у системі сертифікації ПЗ та АПК та уповноважені на проведення цього виду робіт. Одна з таких лабораторій працює на базі метрологічної служби ФГУП ДержНДІ ГА.

7.6.2 ПЗ, призначене для розрахунку похибки СІ (ССІ) та ІІС, що використовується при контролі параметрів у процесі провадження авіаційної діяльності (у тому числі ТОіР АТ) або забезпечення діяльності авіаційної інфраструктури, повинно відповідати вимогам ГОСТ Р 8.654.

7.6.3 Дослідження (тестування) ПЗ проводять відповідно до . У разі потреби застосування спеціальних методів організація, яка проводить атестацію, розробляє методику атестації.

7.6.4 За результатами атестації ПЗ оформлюють протокол, свідоцтво та акт, а на його підставі - сертифікат відповідності, який реєструють у Реєстрі Систем сертифікації: ОДА або ПЗ та АПК.

7.7 Метрологічний контроль та нагляд

7.7.1 Метрологічний контроль та нагляд за діяльністю акредитованих МС авіаційних організацій та авіаційних інфраструктур у галузі забезпечення єдності та необхідної точності вимірювань здійснюють уповноважені федеральні органи виконавчої влади.

7.7.2 Контроль за станом МО на ВТ здійснюють територіальні управління Ространснагляду, а контроль за діяльністю МС, яким надані повноваження на виконання калібрування РСІ, здійснює Уповноважена експертна організація або Орган із сертифікації ОДА відповідно до порядку, встановленого нормативним документом ДА*.
________________
* Див. розділ Бібліографія. - Примітка виробника бази даних.

Бібліографія

			Державна система забезпечення єдності вимірів. Метрологія. Основні терміни та визначення
	РД 54-005-027-89**		Галузева система забезпечення єдності вимірів. Нестандартизовані засоби вимірів. Порядок розробки, виготовлення, випробувань та атестації
	Doc 9760 AN/967**		Посібник з льотної придатності. Том 1. Організація та процедури. Додавання B до Глави 7. Зміст Посібника з процедур організації по ТОіР. Видання перше. 2001
	Наказ від 27.11.95 N ДВ-126/113** Департаменту повітряного транспорту та Комісії з регулювання повітряного руху Міністерства транспорту Російської Федерації "Про введення в дію Положення про метрологічну службу цивільної авіації"
	РД 54-3-152.53-95**		Галузева система забезпечення єдності вимірів. Положення про метрологічну службу цивільної авіації
			Державна система забезпечення єдності вимірів. Порядок акредитації головних та базових організацій метрологічної служби державних органів управління Російської Федерації та об'єднань юридичних осіб
	РД 54-3-152.51-97**		Галузева система забезпечення єдності вимірів. Порядок акредитації метрологічних служб підприємств цивільної авіації на право калібрування спеціальних засобів вимірювання
			Процедури сертифікації авіаційної техніки. 1. Розділи A, B, C, D, E. Правила сертифікації авіаційної техніки. Введено в дію наказом Міністерства транспорту України від 05.07.94 N 49
________________ * На території Російської Федерації документ не діє. Діють Авіаційні правила. Частина 21 "Сертифікація авіаційної техніки, організацій розробників та виробників", затверджені наказом Мінтрансу Росії від 19 грудня 2013 року N 474 . - Примітка виробника бази даних.)
	Федеральні авіаційні правила**		Радіотехнічне забезпечення польотів та авіаційний електрозв'язок. Сертифікаційні вимоги Затверджено Наказом ФСВТ Росії від 11.08.2000 N 248
		Сертифікація аеродромів. Введено в дію наказом Мінтрансу від 05.07.94 N 48
			Сертифікація обладнання аеродромів та повітряних трас
			Державна система забезпечення єдності вимірів. Складання переліків вимірів, що належать до сфери державного регулювання забезпечення єдності вимірів, із зазначенням обов'язкових вимог до них
			Державна система забезпечення єдності вимірів. Порядок проведення випробувань стандартних зразків або засобів вимірювання з метою затвердження типу
			Державна система забезпечення єдності вимірів. Документи на методики перевірки засобів вимірів. Основні положення
			Російська система калібрування. Основні вимоги до методик калібрування, які застосовуються в Російській системі калібрування.
			Державна система забезпечення єдності вимірів. Методи визначення міжповірочних та міжкалібрувальних інтервалів засобів вимірювань
	ОСТ 54-3-155.83-2002**		Галузева система забезпечення єдності вимірів. Стандартні зразки. Основні положення
	Вказівка ​​від 03.11.97 N 6.1-107 ** Федеральної авіаційної служби Росії "Про впровадження в цивільній авіації Російської Федерації ГОСТ Р 8.563-96"
	ОСТ 54-3-154.82-2002**		Галузева система забезпечення єдності вимірів. Методики виконання вимірів. Порядок проведення атестації
	Розпорядження від 13.11.2000 N 71-р ** Міністерства транспорту Російської Федерації "Про впровадження в організації цивільної авіації державного стандарту Російської Федерації "Державна система забезпечення єдності вимірів. Атестація випробувального обладнання. Основні положення"
	ОСТ 54-3-1572.80-2001**		Галузева система забезпечення єдності вимірів. Атестація випробувального обладнання. Порядок проведення
			Державна система забезпечення єдності вимірів. Атестація алгоритмів та програм обробки даних при вимірюваннях. Основні положення
			Державна система забезпечення єдності вимірів. Забезпечення ефективності вимірювань під час управління технологічними процесами. Метрологічна експертиза технічної документації
	ОСТ 54-3-156.66-94**		Галузева система забезпечення єдності вимірів. Метрологічна експертиза нормативної та технічної документації
			Державна система забезпечення єдності вимірів. Порядок проведення перевірки засобів вимірювань
			Державна система забезпечення єдності вимірів. Вимоги до виконання калібрувальних робіт
	ОСТ 54-3-152.74-2000**		ОСОЄЇ. Вимоги, що гарантують якість метрологічних робіт під час калібрування спеціальних засобів вимірювань. загальні положення
					Державна система забезпечення єдності вимірів. Типова методика атестації програмного забезпечення засобів вимірювальної техніки
	РД 54-3-152.52-95**		Галузева система забезпечення єдності вимірів. Порядок здійснення відомчого нагляду за станом метрологічного забезпечення цивільної авіації

________________
* Документи, зазначені знаком "**", не наводяться. За додатковою інформацією зверніться за посиланням. - Примітка виробника бази даних.



УДК 629:735.083:006.354 ГКС 03.220.50

Ключові слова: повітряний транспорт, метрологічне забезпечення
__________________________________________________________________________________

Електронний текст документа
підготовлений ЗАТ "Кодекс" та звірений за:
офіційне видання
М: Стандартінформ, 2014

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти та науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Кафедра автоматизації експериментальних досліджень

Розрахункова робота

на тему: «Інформаційно-вимірювальна система контролю рівня палива у літальних апаратах»

Вступ

2.1 Структурна схема ІВС

4. Методи цифрової обробки

Список літератури

Вступ

Розрахунково-графічна робота присвячена розробці інформаційно-вимірювальної системи контролю рівня палива в баках літальних апаратів.

1. Обґрунтування предметної галузі використання ІІС

1.1 Об'єкт вимірювання і місце в ньому системи, що розробляється

Маса палива на борту літального апарату (ЛА) становить більше половини його злітної маси. Тому точне визначення його кількості та витрати є одним із найважливіших завдань, вирішення яких дозволяє забезпечити роботи силових установок ЛА. Це завдання вирішує паливовимірювальна система (ТІС).

Основний ТІС сучасних ЛА є паливоміри та витратоміри. Паливомір служить на формування вимірювальної інформації про запас палива в паливних баках ЛА. Витратомір забезпечує вимірювальну інформацію про витрату палива. На основі точного визначення запасу і витрати палива можна розрахувати дальність і тривалість польоту, вирішити завдання автоматичного управління порядком вироблення палива з баків, автоматично перекачувати паливо з бака в бак для підтримки правильного центрування ЛА, формувати сигналізацію про критичний залишок палива, визначати порядок заправки баків. паливом і т.д. .

ІІС контролю рівня палива в баках ЛА призначена для збору та перетворення аналогових сигналів, що надходять від первинних перетворювачів неелектричних величин (електроємнісного датчика) у частоту, її подальшої обробки мікроконтролером та передачі даних на пульт пілота, а також на більш високий ієрархічний рівень - у систему управління загальнолітакним обладнанням. Система може застосовуватися як у складі бортової апаратури, так і апаратури систем наземного контролю технічного стану літака.

Застосування мікропроцесорної системи управління та обробки інформації дає можливість оперативної адаптації всієї системи до умов виміру, тобто. оперативно враховувати вплив зміни кліматичних та інших факторів довкілля, гнучкої зміни алгоритмів обробки інформації та форм її подання.

Комплексна система програмного управління та вимірювання палива, встановлена ​​на літаку, необхідна для вимірювання сумарного запасу палива в баках лівого та правого напівкрила (роздільно), вимірювання запасу палива в кожній групі баків, автоматичного управління порядку витрати палива в польоті, управління централізованою заправкою та сигналізації про залишку палива.

Паливомір живиться змінним струмом напругою (27±2,7), частотою 400 Гц.

1.2 Система вимірювання кількості палива літака ЯК-18Т

Кількість палива в баках літака вимірюється паливоміром фірми Westach, який забезпечує вимірювання запасу палива та безперервну індикацію на дошці приладів. На літаку є два паливні баки, кожен бак обладнаний датчиком паливоміру. На приладовій дошці встановлено двострілковий покажчик. Крім паливоміру на літаку в баках встановлено датчики, що забезпечують видачу сигналів на світлосигнальні табло кожного бака про наявність резервного залишку палива (30 л). Витрата палива вимірюється витратоміром типу FS-450.

Рисунок 2.2 – Принципова електрична схема паливоміру. Т1 - датчик паливоміру CAT.395-5S лівого бака; Т2 - датчик паливоміру CAT.395-5S правого бака; Т3 - індикатор паливоміру 2DA4-40; R1, R2 – резистор 680 Ом, 2 Вт; Д10 – автомат захисту АЗК1М-3, встановлений на РУ27В.

Індикатор паливоміру 2ДА4-40 двострілковий з діапазоном вимірювання від F (повний) до Е (порожній, працює з ємнісними датчиками).

Рисунок 2.3 – Встановлення датчиків паливомірів. 1 – стінка паливного бака (обшивка крила); 2 – чашка; 3 – кришка лючка; 4 - датчик паливоміру; 5 - гермовивід електричного джгута; 6 - гвинт регулювання показань паливоміру при повному баку; 7 - гвинт регулювання показань паливоміру при порожньому баку; 8 - індикатор паливоміру, встановлений на дошці приладів; 9 - герметизуючі прокладки.

Датчик паливоміру CAT.395-5S являє собою паливний передавач-вимірювач, який працює за допомогою подачі малої фіксованої кількості енергії у зовнішню алюмінієву трубку датчика. Кількість енергії, що наводиться у вторинному провіднику всередині трубки (і ізольованому від неї) залежить від опору, об'єму, що поділяє два провідники. Мікропроцесор у головці датчика вимірює наведений потенціал, підсилює та спрямовує у вимірювальний прилад (індикатор паливоміру). Коли кількість палива в датчику зменшується внаслідок вироблення, кількість повітря збільшується, таким чином, безперервно вимірюється кількість енергії, що наводиться. Електроніка датчика залита епоксидною смолою.

Датчик резервного залишку палива поплавкового типу складається з коромисла з поплавком, на якому встановлено потужний магніт, та геркона, який встановлений із зовнішнього боку бака на спеціальній платі. Усі деталі датчика змонтовані однією осі. При зниженні рівня палива магніт займає місце навпроти геркона, замикається електричний ланцюг і на приладовій дошці світиться червоний світлодіод. Датчик регулюється на резервний залишок палива 30 літрів.

Малюнок 2.4 – Датчик резервного залишку палива. 1 - вісь обертання штанги з поплавцем; 2 - стінка торцевої нервюри крила; 3 – плата з герконом; 4 - проріз для регулювання датчика; 5 - гвинт, що фіксує; 6 - дротяна штанга з поплавцем; 7 - поплавець; 8 - нижня обшивка крила (бака-відсіку); 9 – геркон; 10 - фланець з упорами; 11 - положення штанги з поплавком на верхньому упорі (при повному баку); 12 – магніт; 13 - електрична клема геркона; 14 - гумове кільце ущільнювача.

2. Загальна структурна схема ІІС та її основні технічні характеристики

2.1 Структурна схема ІВС

Вимірювальна система (ІВ): Сукупність вимірювальних, сполучних, обчислювальних компонентів, що утворюють вимірювальні канали, та допоміжних пристроїв (компонентів вимірювальної системи), що функціонують як єдине ціле, призначене для:

Одержання інформації про стан об'єкта за допомогою вимірювальних перетворень у загальному випадку безлічі величин, що змінюються в часі і розподілені в просторі, що характеризують цей стан;

Машинної обробки результатів вимірів;

Реєстрацію та індикацію результатів вимірювань та результатів їх машинної обробки;

Перетворення цих даних у вихідні сигнали системи у різних цілях.

Примітка - ІС мають основні ознаки засобів вимірювань і є їх різновидом.

Система призначена контролю рівня палива в літальних апаратах з використанням електроємнісного датчика типу ДТ63-1. Принцип дії вимірювальної частини паливоміра заснований на вимірювання електричної ємності датчика-конденсатора, що змінюється під впливом зміни кількості палива за допомогою електричного мосту змінного струму, що самоурівноважується, одним плечем якого є ємність датчика.

При заповненні баків паливом повітря між трубою датчика-конденсатора витісняється і зазор між трубою заповнюється паливом. При цьому ємність датчика змінюється від початкового (бак порожній) до максимального значення. За величиною електричної ємності датчика судять про запас палива, що у баку.

Канал вимірювальної системи (вимірювальний канал ІВ):

Конструктивно або функціонально виділяється частина ІВ, виконує закінчену функцію від сприйняття вимірюваної величини до отримання результату її вимірювань, що виражається числом або відповідним кодом, або до отримання аналогового сигналу, один з параметрів якого - функція вимірюваної величини.

Примітка - Вимірювальні канали ІС можуть бути простими та складними. У простому вимірювальному каналі реалізується прямий метод вимірів шляхом послідовних вимірювальних перетворень. Складний вимірювальний канал первинної частини являє собою сукупність декількох простих вимірювальних каналів, сигнали з виходу яких використовуються для отримання результату непрямих, сукупних або спільних вимірювань або для отримання пропорційного сигналу у вторинній частині складного вимірювального каналу ІС.

Комплексний компонент вимірювальної системи (комплексний компонент ІС, вимірювально-обчислювальний комплекс): Конструктивно об'єднана або територіально локалізована сукупність компонентів, складова частина ІС, що завершує, як правило, вимірювальні перетворення, обчислювальні та логічні операції, передбачені процесом вимірювань та алгоритмами обробки результатів вимірювань цілях, а також вироблення вихідних сигналів системи .

У цьому курсовому проекті було розроблено таку структурну схему системи контролю рівня палива ЛА (рисунок 3.1):

Серед численних методів вимірювання кількості палива рідини найбільшого поширення авіації отримали методи, засновані на вимірювання рівня палива. Основними з них є:

Поплавковий - заснований на вимірювання рівня за допомогою поплавця, що плаває на поверхні палива в баку;

Електроємнісний – реалізує залежність електричної ємності перетворювача-конденсатора від рівня палива в баку;

Ультразвуковий - заснований на визначення рівня палива для відображення ультразвукових коливань від меж поділу двох середовищ.

У цьому курсовому проекті система контролю рівня палива ЛА реалізована на електроємнісному паливомірі. Ці паливоміри знайшли велике поширення на сучасних ЛА. Вони дозволяють вирішувати два завдання:

Формування вимірювальної інформації про запас палива, що знаходиться в баках, - забезпечується вимірювальною частиною паливоміру;

Збереження правильного центрування ЛА у міру вироблення палива в баках, сигналізацією про аварійний залишок палива в баках і т.д. - вирішується в автоматичній частині паливоміру.

Для перетворення зміни ємності у відповідні зміни частоти застосовуються різні електричні схеми включення: резонансні, місткові, електростатичні та електроімпульсні.

У резонансній схемі ємність датчика є елементом резонансного контуру і зміна ємності викликає зміну резонансної частоти, що в результаті призводить до зміни частоти або амплітуди струму, що протікає по контуру.

Малюнок 3.2 - а) резонансна схема включення ємнісного датчика; б) резонансна крива.

інформаційний вимірювальний система паливо

На малюнку 3.2а) наведено одну з можливих резонансних схем. Резонансний контур LRC живиться від генератора постійної частоти. Напруга u при збігу резонансної частоти контуру з частотою коливання контуру буде максимальною. Якщо резонансна частота контуру LRC змінюється внаслідок зміни ємності датчика C, то амплітуда напруги um буде змінюватися по резонансній кривій (рисунок 3.2б)). Вибравши робочу точку М на прямолінійній частині резонансної кривої (від А до В), отримаємо зміну амплітуди напруги, пропорційну до зміни ємності?C. Таким чином, це не що інше, як відома схема амплітудної модуляції. Напруга u після посилення може бути подана вказівну або записуючу систему.

2.2 Основні технічні характеристики

Основним датчиком вимірювальної частини паливоміру є циліндричний конденсатор, розміщений у паливному баку (датчик рівня палива ДТ63-1). Обкладками конденсатора служить набір коаксіально розташованих алюмінієвих труб. Характеристики датчика наведені у таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Характеристики датчика ДТ63-1.

	Технічні характеристики
	Робоча рідина	Вуглеводневе паливо ТС-1, РТ за ГОСТ10227-90, бензини типу АІ-76, АІ-92 за ГОСТ2084-77 та їх вітчизняні та зарубіжні аналоги. Чистота палива не нижче 8 класу.
	Приділ наведеної похибки в нормальних умовах, %
	Приділ наведеної додаткової похибки в умовах, відмінних від нормальних, %
	Вихідний електричний сигнал
	Напруга живлення постійного струму,
	Погонна ємність чутливого елемента, пФ/мм
	Довжина чутливого елемента, мм
	Тип з'єднання	Виделка СНЦ27-7/1В-В-1

Робота системи відбувається у два етапи. Перший етап - вимірювальна процедура, яка включає перетворення ємності в електричний сигнал, його фільтрацію і перетворення аналогового сигналу в код. Другий етап - обробка прийнятої інформації контролером, передача та відображення результатів виміру, а також формування керуючих впливів на аналоговий блок для продовження виконання заданого алгоритму виміру.

Електроємнісний датчик рівня перетворюють зміну ємності в електричний сигнал, а саме, частоту. Демодулятор ДМ перетворює зміну амплітуди високочастотних коливань генератора зміну постійної напруги. З виходу демодулятора ДМ сигнал надходить на фільтр нижніх частот ФНЧ, який усуває неінформативні високочастотні складові (у тому числі і наведення з частотою бортової мережі 400 Гц) вимірюваному сигналі. З ФНЧ сигнал йде на підсилювач У де збільшується до необхідного значення. АЦП здійснює перетворення вимірюваного сигналу двійковий код. Далі цей код зчитується контролером МВБ, обробляється за заданим алгоритмом, і передається на пульт пілота для відображення результатів аналізу на блоці індикації БІ, а також мультиплексним каналом обміну MIL-STD 1553b передається на більш високий рівень системи управління загальнолітаковим обладнанням. МВБ працює із зовнішніми пам'яттю програм ПЗУ та ОЗУ, в якому зберігаються масиви даних та проміжні результати вимірювання. БІ призначений для візуального відліку результатів вимірювання рівня палива у баках ЛА, а також індикації стану системи у процесі самодіагностики. МАД призначений для довготривалого зберігання необхідних результатів вимірювання, а також інформації про збої та аварійні ситуації в системі.

3. Математична модель вимірювального сигналу та його основні характеристики

Для аналізу структурну схему каналу системи контролю рівня палива можна подати у вигляді, наведеному на малюнку 3.1

Малюнок 3.1 – Структурна схема системи контролю рівня палива.

Д – електроємнісний датчик ДТ63-1; Г – генератор; ДМ – демодулятор; ФНЧ – фільтр нижніх частот; У - підсилювач; АЦП – аналогово-цифровий перетворювач.

Рівняння перетворення вимірювального каналу (як для розімкнутої блок-схеми) має вигляд:

де Р – значення тиску (вимірюваний параметр);

До? - загальний коефіцієнт перетворення вимірювального каналу;

NвыхР - вихідний код АЦП, пропорційний вимірюваному тиску;

КВПД - коефіцієнт перетворення датчика тиску;

КСПУ - коефіцієнт передачі узгоджувального перетворювального пристрою;

ККм – коефіцієнт передачі комутатора Км;

КФПЛ – коефіцієнт передачі ФНЧ;

КАЦП – коефіцієнт передачі АЦП.

За рівнянням перетворення проведемо структурний розрахунок каналу вимірювання рівня палива.

Мета розрахунку - визначення значень коефіцієнтів передачі та рівнів вхідних та вихідних сигналів кожного блоку, що входить до складу вимірювального каналу.

Вихідними даними для розрахунку є такі параметри:

Діапазон зміни вимірюваної ємності;

Тип та характеристика перетворення електроємнісного датчика рівня;

Значення номінальної вхідної напруги АЦП.

На підставі аналізу характеристик електроємнісного датчика рівня вибираємо малогабаритний електроємнісний датчик рівня з струмовим виходом фірми «Техприлад» серії ДТ63-1, характеристики якого наведені в таблиці 3.1.

Для виведення залежності між рівнем палива в баку та ємністю датчика введемо такі позначення (рисунок 3.3): 1, 2, 3 - діелектричні постійні рідини, матеріалу ізолятора та суміші парів рідини та повітря відповідно; R1, R2, R3 - радіуси внутрішнього електрода, ізолятора та зовнішнього електрода; х - рівень рідини; h -повна висота датчика. Внаслідок наявності ізоляційного шару є можливість вимірювати рівень напівпровідних (вода, кислота та ін) рідин. Як ізолятор можна використовувати скло, гуму або інший матеріал залежно від природи рідини. При вимірі рівня непровідних рідин (гас, бензин) ізоляційний шар не застосовують.

Якщо знехтувати кінцевим ефектом, можна прийняти, що ємність нижньої частини циліндричного конденсатора буде розраховуватися за формулою 3.1:

Подібно до цього ємність верхньої частини конденсатора знайдемо із співвідношення 3.2:

Підсумовуючи ємності Сх і Ch, отримаємо повну ємність конденсатора, яка дорівнюватиме (3.3):

З цього виразу випливає, що ємність конденсатора є лінійною функцією рівня рідини x. Таким чином, вимірювання рівня рідини можна звести до вимірювання ємності конденсатора.

Чутливість ємнісного датчика визначається виразом 3.4:

Легко бачити, що найбільша чутливість буде у тому випадку, коли R2/R1 прагне 1, тобто коли шар ізоляції відсутня. При цьому отримаємо такий вираз (3.5):

Так як діелектрична стала напівпровідних рідин значно більше, ніж непровідних, то зміна ємності на одиницю довжини в першому випадку буде більше, ніж у другому. Звідси випливає, що ємнісний метод вимірювання рівня є особливо ефективним для напівпровідних рідин.

З виразу (3.5) слід, що збільшення чутливості величину R3/R2 немає необхідності брати великий. Якщо величина R3 - R2 мала, то на точність показань приладу значний вплив буде в'язкість рідини. Отже, шар рідини між електродами повинен бути таким, щоб в'язкість не впливала на рівень рідини. Зазвичай обмежуються зазором R3 - R2=l,5 - 6 мм, а збільшення чутливості датчик збирають з кількох концентричних труб, що утворюють паралельно з'єднані конденсатори .

У даному курсовому проекті задаємося максимальним значенням ємності датчика, яке буде відповідати максимальному рівню палива в баку ЛА, і складає: Cmax = 100 пкФ. Отже, вихідна ємність, яка буде відповідати мінімальному рівню палива, дорівнюватиме: Cmin = 50 пкФ (див. таблицю 3.1).

Визначимо мінімальне та максимальне значення вихідної напруги датчика в заданому діапазоні вимірювання рівня палива: hmin = 0 мм та hmax = 1000 мм. Для цього попередньо складемо аналітичний вираз зв'язку між ємністю З і вихідним напруга U. На малюнку 3.2 б) показано ідеалізовану графічну залежність між зазначеними параметрами.

На графіку значення hmin = 0 мм (точка A) і hmax = 1000 (точка B) мм обмежують діапазон вимірюваного датчиком рівня, UA = 4 і UB = 20 В - вихідна напруга датчика, відповідні крайнім точкам діапазону рівнів hA - hB. Завдання полягає у знаходженні аналітичної залежності U = f(С) та відповідних значень Umin та Umax.

Запишемо рівняння прямої ділянки по двох точках з координатами (CA, UA) та (CB, UB):

де Р - поточне значення тиску, кПа,

I – вихідний струм датчика при тиску Р, мА.

Визначимо діапазон зміни вихідного струму датчика РТХ 7500 при роботі в заданому діапазоні тисків Pmin = 10 кПа та Pmax = 120 кПа:

Для перетворення струму датчика у напругу на вході СПУ встановлений резистор навантаження. Значення опору цього резистора залежить від двох факторів - по-перше, падіння напруги на резисторі не повинно перевищувати напруги живлення датчика, а по-друге, падіння напруги на резисторі не повинно перевищувати номінальної вхідної напруги наступного каскаду, а також номінальної вхідної напруги АЦП.

Для більшості АЦП вхідний сигнал не повинен перевищувати 5 В. Приймемо цей параметр як розрахунковий. Тоді максимальна напруга на резисторі навантаження струмового виходу датчика становитиме 5 В. Визначимо опір навантаження Rн:

Для забезпечення десятивідсоткового запасу перевантаження приймемо Rн = 330 Ом.

При цьому мінімальна та максимальна напруга на навантажувальному резисторі (на вході СПУ) складе:

Подальшого посилення сигналу (при максимальному вхідному сигналі АЦП 5) не потрібно, тому коефіцієнти передачі ДМ, ФНЧ прийняті рівними одиниці.

Тепер за отриманим рівнянням перетворення (5.1) та (5.2) складемо рівняння похибок каналу вимірювання тиску. Рівняння похибок складемо окремо для мультиплікативної та адитивної складових.

Визначимо коефіцієнти впливу мультиплікативної похибки кожного блоку каналу на сумарну складову мультиплікативної похибки. Відповідно, коефіцієнти впливу i-го блоку на сумарну похибку?i визначаються таким чином:

Визначимо коефіцієнт впливу вимірювального перетворювача тиску?

Так само визначаємо інші коефіцієнти впливу:

Для мультиплікативної складової похибки вимірювального каналу запишемо реальне рівняння перетворення:

NСКД(1+Д)КДМ(1+ДМ)КФНЧ(1+ФНЧ)КУ(1+У)КАЦП(1+АЦП),

де КД … КАЦП – ідеальні коефіцієнти передачі блоків;

Д … АЦП – мультиплікативна складова похибки блоку.

Після алгебраїчних перетворень, нехтуючи похибками другого і більше порядку небагато, отримаємо:

де Кi0 - ідеальний коефіцієнт передачі i-ого блоку, що входить до складу вимірювального каналу;

i – мультиплікативна складова похибки i-ого блоку.

З урахуванням того, що всі коефіцієнти впливу? i дорівнюють 1, вираз для систематичної складової мультиплікативної сумарної похибки сист набуде вигляду:

де iсист – систематична складова мультиплікативної похибки i-го блоку.

Випадкова складова сумарної мультиплікативної похибки залежить від законів розподілу сумованих похибок і наявності кореляції між ними. Припустимо, що складові похибок окремих блоків некорельовані та розподілені за нормальним законом. В цьому випадку для середньоквадратичного відхилення мультиплікативної складової похибки (з урахуванням, що i = 1) справедлива формула:

де сл) – с.к.о. мультиплікативної складової сумарної похибки вимірювального каналу

Межа допустимої мультиплікативної складової сумарної похибки становитиме:

де k - Коефіцієнт, що враховує закон розподілу сумарної похибки (для нормального закону k = 3 при довірчій ймовірності Рдов = 0,997).

Рівняння похибки для адитивної складової вимірювального каналу має вигляд:

де i - значення адитивної похибки, що діє на вході i блоку.

Наведемо цю похибку до входу вимірювального каналу, згідно з нормуванням похибки в ТЗ, розділивши?? на коефіцієнт перетворення каналу? :

де? i - Коефіцієнти впливу адитивної похибки i-го блоку;

I – наведена до входу адитивна похибка i-го блоку.

Коефіцієнти впливу i відповідно дорівнюють:

3 = 1/KД КДМ;

4 = 1 / KД КДМ КФНЧ;

5 = 1 / KД КДМ КФНЧ КУ.

Випадкові складові адитивної похибки, наведені до входу i-го блоку, підсумовуються геометрично (за відсутності кореляції):

де – середньоквадратичне відхилення (с.к.о.) випадкової складової адитивної похибки;

В.о. випадкової складової адитивної похибки i блоку;

i - коефіцієнт впливу випадкової складової адитивної похибки i блоку.

Межа допустимої адитивної складової похибки каналу вимірювання тиску становитиме:

де k - Коефіцієнт, що враховує закон розподілу.

З рівнянь похибки проведемо попередній розподіл похибок між блоками вимірювального каналу.

Попередній аналіз та розподіл похибок між блоками проведемо з урахуванням рівняння похибок. Сумарну похибку вимірювання - 3% розподілимо на мультиплікативну та адитивну складову таким чином:

U = 1,8% та U = 1,2%.

Джерелами виникнення мультиплікативних похибок каналу вимірювання рівня палива є:

Похибка коефіцієнта перетворення Д (зокрема його нелінійність);

Похибка коефіцієнта передачі ДМ, викликана похибками резистора - шунта та нестабільністю коефіцієнта передачі активних елементів;

Похибка коефіцієнта передачі ФНЧ;

Похибка коефіцієнта передачі У;

Похибка перетворення в кінцевій точці шкали АЦП та нелінійність шкали перетворення.

Причинами виникнення адитивних похибок є:

Власні шуми Д;

Напруга усунення операційних підсилювачів блоку ДМ;

Похибки, викликані кінцевим значенням коефіцієнта ослаблення синфазних складових і напруг, що живлять, операційних підсилювачів блоку ДМ;

напруга зміщення ОУ ФНЧ;

Напруга усунення шкали перетворення АЦП;

Похибка від квантування.

З урахуванням перелічених джерел похибки попередній розподіл похибок по блоках представлений у таблиці 3.2, причому вказані значення адитивних похибок наведених до входу з урахуванням коефіцієнтів впливу.

Таблиця 3.2 - Попереднє розподілення похибки каналу вимірювання рівня палива.

Проведемо перевірку значень при такому розподілі похибок.

Для систематичної складової мультиплікативної похибки система:

сист = Дсист + ДМ сист + ФНЧ сист + У сист + АЦП сист = 0,15 + 0,3 + 0,06 + 0,03 +0,06 = 0,6%

Для перевірки значення випадкової складової мультиплікативної похибки припустимо, що складові похибок розподілені за нормальним законом:

Межа допустимої мультиплікативної складової похибки каналу вимірювання напруги складе:

тобто. не перевищує прийнятого значення.

Для наведених до входу адитивних похибок сумарна систематична складова система дорівнює:

сист = 0,15% + 0,09% + 0,15% + 0,06% + 0,045% = 0,54%.

Для випадкової складової сл (при нормальних законах розподілу) отримаємо:

Межа допустимої адитивної похибки t складе:

Сист + сл = 0,54 +0,39 = 0,93%,

що також перевищує прийнятого значення цієї похибки.

Значення похибок (див. таблицю 3.2) є вихідними даними під час проектування принципових схем вимірювального каналу.

4. Методи цифрової обробки

Розглянемо принцип роботи інтерфейсу MIL STD 1553 b .

В даний час інтерфейс MIL-STD-1553b використовується на більшості військових літаків. Його широке поширення довге життя пов'язані з такими перевагами:

Лінійна топологія. Така топологія ідеально підходить для розподілених комплексів обладнання рухомих об'єктів. У порівнянні з радіальними зв'язками (наприклад, ARINC 429) різко зменшується кількість зв'язків, тим самим заощаджуються маса та габарити обладнання. По-друге, спрощується конструкція та техобслуговування. По-третє, підвищується гнучкість: за такої топології легко підключати нові пристрої або виключати якісь із наявних.

Надійність. У МКИО шина дубльована та забезпечується автоматичне перемикання на резервну шину при відмові основної шини.

Детермінізм. Протокол «Команда-відповідь» забезпечує роботу в реальному масштабі часу, що вкрай важливо для критичних функцій.

Підтримка неінтелектуальних терміналів Передбачено можливість підключення простих терміналів – датчиків, виконавчих пристроїв.

Висока стійкість до відмов. Електрична ізоляція терміналу шляхом підключення його через трансформатор, що розв'язує, забезпечує нормальну роботу шини при відмові терміналу.

Широка доступність компонентів. Мікросхеми цього виду інтерфейсу повсюдно виробляються.

До складу МКИО (рисунок 4.1) входять контролер, кінцеві пристрої та магістральна лінія передачі. Контролер управляє обміном інформацією, контролює стан кінцевих пристроїв та своє власне. Конструктивно він виконується у вигляді окремого пристрою, або входить до складу БЦВМ. Кінцевий пристрій (ОУ) приймає і виконує адресовані йому команди контролера, здійснює сполучення бортового обладнання з лінією передачі інформації, контролює інформацію, що передається, виконує самоконтроль і передає результати контролю в контролер. Кінцевий пристрій конструктивно або входить до складу бортового обладнання або БЦВМ, або виконується у вигляді окремого пристрою.

Необхідна надійність системи зв'язків досягається шляхом резервування лінії передачі.

Швидкість передачі у каналі 1 Мбіт/с. Швидкість передачі власне інформації (тобто з урахуванням тимчасових витрат за передачу службової інформації, синхронізацію тощо) становить 680-730 Кбіт/с. Спосіб обміну інформацією – асинхронний.

Малюнок 4.1 – Мультиплексний канал інформаційного обміну.

Необхідність вимірювання безлічі найрізноманітніших параметрів сучасного літака в польоті, у тому числі й рівня палива, безпосередньо пов'язана з безпекою пасажиро- та вантажоперевезень та ставить завдання створення єдиних систем їх вимірювання, а також розширення складу контрольно-вимірювальних операцій та проведення комплексних перевірок із застосуванням спеціальних прийомів, що підвищують достовірність одержуваної інформації.

Розробку виконано з використанням науково-технічної літератури з проектування багатоканальних вимірювальних систем. Ухвалене технічне рішення забезпечує оптимальне співвідношення апаратурних витрат, швидкодії та точності вимірювань.

Список літератури

1 Воробйов В.Г., Глухов В.В., Кадишев І.К., «Авіаційні прилади, інформаційно-вимірювальні системи та комплекси» М.: Транспорт, 1992. – 399 с.

2 Волошин Ф.А., Кузнєцов О.М. Покровський В.Я., Соловйов А.Я, «Літак Ту-154. Конструкція та технічне обслуговування» М.: Машинобудування, 1975. - 250 с

3 «Посібник з льотної експлуатації літака ЯК-18Т. Розділ 8. Експлуатація сисет і обладнання»13-15 с.

4 Володарський Є.Т., «Конспект лекцій з Інформаційно-вимірювальних систем».

5 Боднер В.А., Фріліндер Г.О., Чистяков Н.І., «Авіаційні прилади» М.: Оборонгіз, 1960. – 512 с.

6 Готра З.Ю., Ільницький Л.Я., Поліщук Є.С ​​та ін., «Датчики: довідник» Л.: Каменяр, 1995. – 312 с,

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Проектування приладу безперервного контролю над зміною центрування літака у міру вироблення палива в баках. Особливості компонування військово-транспортного літака Іл-76, вплив витрати палива на його центрування. Вибір пристрою, що визначає центр мас.

дипломна робота , доданий 02.06.2015


Характеристики дизельного палива: маркування, властивості та показники. Експлуатаційні вимоги до якості дизельного палива, що впливають роботу двигуна. Низькотемпературні властивості дизельного палива. Фізична та хімічна стабільність палива.

курс лекцій, доданий 29.11.2010


Основні розміри судна. Технічні характеристики устаткування. Фізико-хімічні показники палива Аналіз масловикористання та водовикористання. Система пожежогасіння вуглекислим газом Діагностика дизелів. Автоматична водорозпилююча система.

звіт з практики, доданий 17.03.2016


Дослідження комплексу бортового обладнання літака Ту-154. Технічна експлуатація авіаційних електросистем та пілотажно-навігаційних комплексів. Система управління та вимірювання палива. Алгоритм розробки автоматизованої навчальної програми.

курсова робота , доданий 23.02.2016


Основні технічні характеристики та морехідні якості рефрижераторного судна "Охотське море". Склад та особливості суднової енергетичної установки. Розрахунок та кінематичні характеристики гребного гвинта. Приймання та облік витрати масла та палива.

курсова робота , доданий 28.11.2011


Класифікація літака Airbus A321. Влаштування фюзеляжу. Порівняння з А320 та технічні характеристики. Несучі властивості крила. Модифікація літака. Електродистанційна система керування. Злітно-посадкові характеристики, а також дальність польоту.

реферат, доданий 16.09.2013


Конструктивні та аеродинамічні особливості літака. Аеродинамічні сили профілю крила літака Ту-154. Вплив польотної маси на льотні показники. Порядок виконання зльоту та зниження літака. Визначення моментів від газодинамічних кермів.

курсова робота , доданий 01.12.2013


Основні технічні характеристики позашляховика Skoda Yeti, призначеного для комфортного розміщення та перевезення пасажирів будь-якої погоди. Тягові властивості автомобіля, споживання палива чотирициліндрових бензинових двигунів TSI з турбонаддувом.

курсова робота , доданий 18.01.2015


Чинники, що сприяють зниженню витрати палива - олія, фільтри, свічки. Залежність витрати пального від якості та відповідності ПММ. Економічне водіння. Тиск у шинах та вибір покришок для економії палива. Вплив аеродинаміки на витрати палива.

реферат, доданий 25.11.2013


Система частотної диспетчерської централізації. Структурна схема систем. Характеристика та використання станційної кодової централізації. Побудова сигналу телеуправління у системі "Промінь". Структурна схема пристроїв ТУ центрального та лінійного постів.