Научная статья на тему 'Методика поверки измерительной системы инерционного роликового стенда'

Методика поверки измерительной системы инерционного роликового стенда Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
428
70
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНЕРЦИОННЫЙ РОЛИКОВЫЙ СТЕНД / ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА / ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА / МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ / ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ / іНЕРЦіЙНИЙ РОЛИКОВИЙ СТЕНД / ГАЛЬМіВНА СИСТЕМА / ВИМіРЮВАЛЬНА СИСТЕМА / МЕТРОЛОГіЧНИЙ КОНТРОЛЬ / ПОХИБКА ВИМіРЮВАННЯ / INERTIAL ROLLER STAND / BRAKING SYSTEM / MEASURING SYSTEM / METROLOGICAL CONTROL / MEASURING ERROR

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Мармут Игорь Арнольдович, Зыбцев Юрий Васильевич

Показано, что точность проверки тормозов на инерционных стендах зависит от используемых методик измерения тормозных параметров (стендового замедления, тормозного пути, времени срабатывания), а также от методики метрологической поверки каналов измерительной системы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Мармут Игорь Арнольдович, Зыбцев Юрий Васильевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SPEED ROLLER STAND MEASUREMENT SYSTEM CHECKING TECHNIQUE

The study has shown that the accuracy of brakes checking by inertial stands depends upon the applied methods of measurement of braking parameters (stand slowing down, braking distance, brakes triggering time, current speed) as well as the methods of metrological checking of measuring system canals.

Текст научной работы на тему «Методика поверки измерительной системы инерционного роликового стенда»

УДК 629.113.004

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ИНЕРЦИОННОГО

РОЛИКОВОГО СТЕНДА

И.А. Мармут, доцент, к. т.н., Ю.В. Зыбцев, ст. нренодаватель, ХНАДУ

Аннотация. Показано, что точность проверки тормозов на инерционных стендах зависит от используемых методик измерения тормозных параметров (стендового замедления, тормозного пути, времени срабатывания), а также от методики метрологической поверки каналов измерительной системы.

Ключевые слова: инерционный роликовый стенд, тормозная система, измерительная система, метрологический контроль, погрешность измерения.

МЕТОДИКА ПЕРЕВІРКИ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ІНЕРЦІЙНОГО

РОЛИКОВОГО СТЕНДА

І.А. Мармут, доцент, к.т.н., Ю.В. Зибцев, ст. викладач, ХНАДУ

Анотація. Показано, що на точність перевірки гальм на інерційних стендах впливають методики вимірювання гальмових параметрів (стендового уповільнення, гальмового шляху, часу спрацьовування, а також методики метрологічної перевірки каналів вимірювальної системи.

Ключові слова: інерційний роликовий стенд, гальмівна система, вимірювальна система, метрологічний контроль, похибка вимірювання.

SPEED ROLLER STAND MEASUREMENT SYSTEM CHECKING TECHNIQUE

I. Marmut, Associate Professor, Candidate of Technical Science,

Y. Zybtsev, senior lecturer, KhNAHU

Abstract. The study has shown that the accuracy of brakes checking by inertial stands depends upon the applied methods of measurement of braking parameters (stand slowing down, braking distance, brakes triggering time, current speed) as well as the methods of metrological checking of measuring system canals.

Key words: inertial roller stand, braking system, measuring system, metrological control, measuring error.

Введение

Как известно, основным средством при проверке тормозов является роликовый стенд. Это должен быть быстроходный стенд с проверкой тормозов инерционным методом. При разработке стенда необходимо основное внимание уделять измерительным системам (ИС), которые обеспечивают качество и точность проверки тормозных систем (ТС).

Анализ публикаций

При разработке методики метрологической поверки ИС инерционного стенда учитывались требования стандартов [1], а также основные положения работы, посвященной точности и метрологическому обеспечению при диагностировании автомобилей [2].

Цель и постановка задачи

При исследовании исходим из того, что измерительная аппаратура инерционного стенда должна обеспечивать: объективность оценки замеряемых параметров; стабильность и необходимую точность замеров.

На инерционном стенде значение тормозной силы определяется по установившемуся замедлению (]С). Также измеряемым параметром эффективности рабочей ТС является время срабатывания тс и тормозной путь.

Методика метрологического контроля канала измерения тормозного пути (ТП)

Методика предусматривает имитацию замедления движения роликов. Для проведения поверки необходимы: генератор сигналов специальной формы; частотомер; переходник разъема. Схема проверки представлена на рис. 1.

Рис.1. Схема проверки канала измерения тормозного пути

Для проведения контроля необходимо провести следующие действия: установить на генераторе значение частоты, превышающей в 1,05 раза значение частоты, соответствующей началу торможения; плавно, но быстро (в течение 1-5 с) уменьшить частоту генератора до минимально возможного значения и убедиться в функционировании счетчиков; записать показания внешнего счетчика импульсов (Nобp) и счетчика импульсов измерителя ТП на пульте (Nn); измерения повто-

рить 10 раз и оформить в виде табл. 1 по левому и правому каналам.

Таблица 1 Результаты поверки канала ТП

а

а

о

К

Пока-

зание

образ-

цового

счет-

чика

Nобё ,

имп.

Л

* 2 Е *

о

« н

£ е

8! о <з

С а

Разность

показа-

ний

^бР - N

имп.

Относитель-

ная

погрешность

5 = Кобр - N

N

обр

Необходимо подсчитать сумму показаний образцового счетчика, счетчика пульта и разностей показаний счетчиков по 10 измерениям. Вычислить среднюю систематическую погрешность показаний ТП на пульте:

_ 10

Астп = 0,1 •! (К0бр - Нп). (1)

Вычислить среднее квадратичное отклонение показаний пульта с5. Критерии пригодности

канала измерения ТП: Асш < 10; с5 < 5 .

Методика метрологического контроля канала измерения показателя срабатывания (ПС)

ПС по определению □ это разность между двумя интервалами времени ^нач и ^кон = ^2. Первый из интервалов □ это период частоты прохождения прорези обтюратора в момент начала торможения. Он формируется ИС при достижении окружной скорости роликов одного из значений, выбираемого оператором: 50, 60, 70 или 80 км/ч. Второй интервал (^2) измеряется средствами ИС через 0,5 с после начала торможения.

Процедура метрологического контроля ПС, таким образом, должна обеспечить метрологически достоверную имитацию сигналов, формируемых фотодатчиками в процессе измерения ПС при выполнении следующих условий: а) значение начальной частоты импульсов должно соответствовать одному из значений линейной скорости, при которой включается СйневмоногаЦ б) период следования импульсов фотодатчика ^нач или импульсного сигнала, имитирующего сигналы фотодатчика, должен быть известен заранее,

I =1

либо измерен в момент начала торможения внешними измерительными приборами; в) за время, не превышающее 0,5 с, период следования импульсного сигнала, имитирующего работу фотодатчиков, должен измениться до величины 1кон и быть известным с метрологической точностью; г) процесс метрологического контроля ПС должен адекватно имитировать работу стенда и его измерительной системы не только в статическом, но и в динамическом режимах.

На основании вышеизложенного процесс метрологического контроля (МК) канала измерения ПС разбивается на несколько стадий, а именно: МК канала включения тормоза; МК канала формирования задержки измерителя ПС (канала, формирующего задержку 0,5 с); МК канала измерения величины ^кон и вычисления ПС в виде (Си - ^нач ).

Для реализации МК канала измерения ПС необходимо собрать поверочную схему, представленную на рис. 2.

Рис. 2. Схема метрологического контроля канала ПС

Установить на генераторе САП значение частоты выходного сигнала, равное 1,05 значения частоты импульсов обтюратора, соответствующей выбранной скорости начала торможения. Амплитуда импульса должна составлять 10 В; полярность положительная; длительность импульса

хи = (0,8 - 1,5)т

и.обт.расч -

(2)

где тиобтрасч □ расчетная длительность импульса фотодатчика для выбранной скорости начала торможения.

1. Метрологический контроль канала измерения скорости включения тормоза (Сйнев-моноги»). Плавно уменьшать частоту сигнала генератора САП до момента включения СйневмоногиП Выполнить это для всех значений начальных скоростей торможения. Для каждого из значений начальной скорости торможения рассчитать величины

N

УТизм,.

T — i=1

изм.ср

N

(3)

T = (T - T ) =

v расч изм / ер

у (т - t )

v ё изм, /

i=1

N

. (4)

Величина АТ характеризует систематическую погрешность канала включения в виде величины, описывающей отклонение значения периода прорези обтюратора от расчетного значения для каждой из выбранной скорости торможения.

Случайная составляющая погрешности в настоящем случае содержит две составляющие: аппаратную и методическую, причем измерить или оценить их по отдельности не представляется возможным. Поэтому оценку значения случайной составляющей погрешности канала включения торможения проводить по величине СКО

У {(T - T

L-i (Д p из

N -1

(5)

Критерии пригодности канала включения торможения: АТ / Тр < 0,01; аАТ / Тр < 0,05 .

2. Метрологический контроль канала формирования задержки 0,5 с (при измерении показателя срабатывания). Процесс МК по этому пункту состоит в измерении величины задержки, которая должна иметь значение, с: 13 = [(0,500)± 0,002]-10-3.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3 Метрологический контроль канала измерения величины и вычисления ПС в виде

(1 1 ).

V кон нач /

Установить на генераторе САП значение одной из частот, соответствующей выбранной

начальной скорости торможения. Установить на генераторе ИБП выбранное значение частоты, обеспечивающее выполнение условия 0,00014 < (1//б -1//а) < 0,00388. Плавно уменьшая значение частоты генератора САП добиться включения канала торможения и записать показания прибора 43-32 и измерительной системы после остановки процесса счета. Рассчитать для каждого значения начальной скорости торможения абсолютные и относительные погрешности, систематическую и случайную составляющие: Лс(ПС); с(ПС). Формулы для расчета метрологических характеристик канала измерения ПС

5(ПС), =

АПС,-

ПС

А(ПС) = (ПСЧз_з2 - ПСИс );

N

15, (ПС)

5 (ПС) = ----•

с(ПС) =

N _ 2

£{5(ПС)-5 (ПС),}

5а (ПС) =

N -1

ст(ПС)

ПС

Ч3-32

(6)

(7)

(8)

(9)

дель процессов, имеющих место при натурных измерениях П3. Для создания

метрологически достоверной модели собрать схему (рис. 3), которая обеспечивает выполнение следующих действий: дискретное изменение частоты появления импульсов, имитирующих работу фотодатчиков, от значения ¥х> 1,05Кнач до V < 0,9Кнач (процесс торможения барабанов); имитацию замедления с различными его значениями (возможность регулировки и метрологического контроля) путем коммутации значения конечной скорости за известный интервал времени, с которым и сравнивается значение П3, индицируемое на пульте ИС.

Рис. 3. Схема метрологического контроля канала ПЗ

Критерии пригодности канала измерения ПС: |Л(ПС)| < 5 -10-6 с; с(ПС) < 3 -10-6 с.

Методика метрологического контроля канала измерения показателя замедления (ПЗ)

По определению, П3 представляет собой интервал времени между моментами достижения барабанами стенда мгновенных скоростей ¥нач и ¥кон измеренных в режиме «ТОРМОЖЕНИЕ С] Начальная скорость торможения (¥нач ) и конечная скорость (¥кон), при которой производится отсчет значения П3, выбираются из значений ¥нач < 27 км/ч;

¥кон > 6 км/ч.

Проведение метрологического контроля канала П3 производится методом сравнения с образцовой мерой, в качестве которой используется электронная метрологическая мо-

Действия по проведению МК канала измерения П3 содержат следующие операции. Установить значение частоты выходных сигналов генераторов САЦ СБС СВ С равной, соответственно:

/л = 1,05 • 20¥нач

(для ¥нач = 27 км/ч /л = 765 Гц);

0,95 • 20¥нач < /б < 1,05 • 20¥нач

(для ¥кон = 6 км/ч 513 Гц < /б < 126 Гц);

/в = 0,95 • 20¥кон

(для ¥кон = 6 км/ч /в = 114 Гц).

Включить пульт, нажать кнопку СИ3МС (рис. 3) и удерживать ее до момента перевода измерительной системы пульта в режим СГо-рможение — измерение П3С После этого отпустить кнопку СИ3МС 3афиксировать показания П3 пульта и П3 образцового хронометра 43-34 (см. рис. 3). Измерения повторить не менее 10 раз, варьируя частотой генераторов САС, СБС, СВ С, СГС (значе-

ние частоты генератора «Г» вычисляется, как

/г = 103 / ПЗраСч).

Повторить замеры для левого и правого каналов стенда, переключая их с помощью тумблера «левый-правый □ (см. рис. 3). Рассчитать по данным измерений величины

15,

5=

(10)

где 5, □ относительная разность показаний

измерительной системы и образцового хронометра, вычисляемая как

5, = А, / ПЗо,

(11)

где А, □ разность величин ПЗИс и ПЗ0; ( ПЗИс □ показания индикатора «показатель замедления» измерительной системы пульта); ПЗ0 □ показатель замедления, индицируемый на образцовом приборе (рис. 3).

ІА?

,=1

п -1

(12)

Критерии пригодности канала измерения ПЗ: сПЗ < 8 • 10-3 с; 5 < 0,02 .

Выводы

Показатель срабатывания (ПС) характеризует состояние тормозного привода, показатель замедления (П3) и тормозной путь (ТП) □ состояние тормозных механизмов.

Поэтому для поверки каналов измерительной системы стенда необходимо выполнять определенную последовательность действий по замеру значений этих показателей по образцовым приборам и сравнивать их со значениями на выходе ИС.

Литература

1. ГОСТ 26.007-85. Средства измерений и

автоматизации. Правила приемки:

ЕССП. □ Введ. 01.01.87. □ М.: Изд-во стандартов, 1987. □ 10 с.

2. Мармут И.А. Методика поверки канала

измерения скорости инерционного стенда с беговыми барабанами / И.А. Мармут, В.И. Мармут // Автомобильный транспорт: сб. научн. тр. □ 2008. □ Вып. 22. □ С. 53-57.

Рецензент: М.А. Подригало, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 18 августа 2011 г.

п

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.