Создание испытания по аттестации вибрационных установок — «Аттестация стендов» в VisProbe SL

Данный тип испытаний позволяет проводить аттестацию вибрационных установок в соответствии с ГОСТ Р 8.568-97, ГОСТ 25051.3-83, а также в соответствии с методикой: «Установки испытательные вибрационные электродинамические. Типовая методика первичной (периодической) аттестации» МА 32.0024-13/017, согласованной с соответствующими структурными подразделениями МО РФ (далее – Методика).

Для данного типа испытаний вводятся три понятия.

1. Аттестуемая вибрационная установка – совокупность функционально объединенных:

• вибростенда;
• средств заданий, управления, усиления, измерения и контроля;
• вспомогательных устройств, которые совместно должны обеспечивать воспроизведение вибрации с нормированными точностными характеристиками с испытательными, поверочными или другими целями.

2. Управляющая система — система, входящая в состав аттестуемой вибрационной установки и осуществляющая задание режима работы, управление, усиление, измерения и контроль работы вибростенда.

3. Аттестующая система — система, подключенная параллельно управляющей системе и проводящая измерения и вычисления параметров вибростенда и управляющей системы.

Аттестующей системой является комплекс, состоящий из контроллера ВС-301, ВС-301М, ВС-407 и ВС-407М, работающего под управлением ПО VisProbe SL, установленного на ПК, а также эталонные вибропреобразователи.

Кроме этого, в аттестующую систему включаются средства измерения:

• температуры и относительной влажности окружающего воздуха;
• атмосферного давления;
• напряжения и частоты питающей электросети;
• температуры стола вибростенда;
• индукции магнитного поля;
• расстояний по столу вибростенда.

Задание настроек испытания

Настройки испытания задаются для аттестующей системы при создании испытания или при смене настроек уже открытого испытания (с помощью кнопки «Настройка испытания» на панели риббона «Главная»). После выполнения этих действий откроется окно настроек испытания.

Окно настроек испытания «Аттестация стендов»

Заголовок окна состоит из двух частей: в левой находится тип теста, в правой – его название. При создании нового испытания правая часть отсутствует.

Настройки испытания задаются на вкладках, расположенных в окне настроек испытания.

На вкладках «Параметры измерения» и «Управление» действует проверка «на лету», которая означает, что при смене любого параметра на одной из них происходит проверка всех введённых настроек испытания. Если проверка прошла неудачно, то автоматически произойдёт переход на вкладку, где введено неверное значение, и отобразится сообщение об ошибке. На вкладке «Профиль» включение такой проверки выполняется установкой флажка «Выполнять проверку профиля «на лету».

Если при сохранении испытания система определяет, что придётся удалить полученные ранее результаты на некоторых частотах измерений, то появится сообщение, представленное ниже.

Запрос на удаление данных для восстановления испытания

Нажатие на кнопку «Да» сохраняет настройки и удаляет полученные ранее результаты. Кнопка «Нет» отменяет сохранение настроек, но не закрывает окно настроек испытания.

Кнопка «Сохранить как», расположенная в левом нижнем углу и доступная на любой вкладке настроек испытания, позволяет сохранить копию испытания под другим именем. Ее использование может быть полезно при проведении серии похожих испытаний для сокращения времени на ввод исходных данных, а также в других подобных случаях.

Доступность элементов интерфейса на вкладках определяется состоянием работы системы. Если испытание не запущено, то можно редактировать все данные на вкладках согласно их описанию. В противном случае редактирование любых данных запрещено – их можно только просматривать, и вместо кнопок «Ок», «Применить» и «Отмена» появляется только одна кнопка «Закрыть», и на вкладке «Профиль» остается доступной кнопка «Рассчитать точку синуса».

Окно настроек испытания «Аттестация стендов» при запущенном испытании

Вкладка «Параметры измерения»

Вкладка «Параметры измерения» для испытания «Аттестация стендов»

На панели «Частотный диапазон измерений» поля «Нач. частота» и «Кон. частота» задают границы частотного диапазона, в котором проводятся измерения вибрации аттестуемой вибрационной установки. На значения этих границ накладываются следующие ограничения.

• частоты должны входить в допустимый диапазон для испытания «Аттестация стендов», который зависит от конфигурации ведущего прибора.
• частоты не должны превышать значения (0,3÷0,4)∙F_s (F_s – частота дискретизации). Если на вкладке «Управление» установлен автоподбор частоты дискретизации, то данное значение никогда не будет превышено.
• частоты должны соответствовать границам номинального диапазона частот, указанного в эксплуатационной документации на аттестуемую вибрационную установку.

Частоты, внесенные в список «Частоты измерений», будут предложены пользователю в качестве контрольных частот при измерениях и при расчётах коэффициента гармоник ускорения и перемещения (КГ), коэффициента поперечных составляющих (КП), коэффициента неравномерности распределения (КН).

Список «Частоты измерений» содержит контрольные частоты, отсортированные в порядке возрастания. Частоты в нем должны находиться в диапазоне, заданном в полях «Нач. частота» и «Кон. частота». Заполнение списка возможно двумя способами: вручную и автоматически долеоктавным рядом.

Для автоматического заполнения ряда частот необходимо нажать кнопку «Заполнить долеоктавным рядом», при этом появляется окно, в котором необходимо ввести долю октавы и нажать «Ок».

Для ввода контрольной частоты вручную необходимо нажать кнопку «Добавить частоту», при этом появится окно ввода частоты, в котором необходимо ввести новую частоту и нажать «Ок». Если введённая частота находится в введённом частотном диапазоне, то она будет добавлена в список.

Частоты отображаются в текущих единицах измерения.

Для удаления частот из списка их необходимо выбрать и нажать кнопку «Удалить выбранные». Для выбора частоты необходимо нажать на неё. Для выбора нескольких частот в разных частях списка нужно их выделять с зажатой клавишей CTRL. Для выбора диапазона частот необходимо выбрать начальную частоту, зажать клавишу SHIFT, затем выбрать конечную частоту.

Поле «Отношение сигнал/шум» позволяет задать уровень отношения сигнал/шум. Данный параметр определяет минимальный уровень сигнала, при котором программа начинает измерение частоты. Изменяя данный параметр, пользователь определяет минимальный уровень срабатывания детектора частоты. Если сигнал очень слабый, то для измерения частоты необходимо уменьшить значение данного параметра.

Если флажок «Показывать ограничения СПУ» установлен:

• становятся доступными поля, расположенные под ним;
• на графике «Спектральная плотность от частоты» будут отображаться профиль спектральной плотности ускорения (СПУ) и линии допусков;
• станут доступными графики «Отклонение СКЗ по СПУ» и «Отклонение СПУ», и на них будут выводится соответствующие отклонения после запуска аттестации.

Профиль СПУ всегда расположен в полосе частот, границы которой задаются в полях «Нач. частота» и «Кон. частота», всегда имеет только один горизонтальный участок, значение СПУ, на котором задаётся в поле «Задание».

Данный профиль используются только для визуального сравнения с ним спектров на каналах:. система никак не использует его в своей работе.

Поля «Допуск «Выс.» и «Допуск «Средн.» задают уровни допусков в децибелах относительно профиля. Данные ограничения так же отображаются на графике «Отклонение СПУ».

Поля «Допуск «Выс.»(СКЗ)» и «Допуск «Средн.»(СКЗ)» задают уровни допусков в децибелах относительно СКЗ, рассчитанного по профилю. Данные ограничения так же отображаются на графике «Отклонение СКЗ по СПУ».

Допуски, описанные выше, используются только для визуальной оценки качества работы управляющей системы: аттестующая система не выдаёт никаких предупреждений при их превышении.

Такая конфигурация профиля СПУ и допусков позволяет использовать их для оценки качества работы управляющей системы согласно некоторым российским ГОСТ.

Поле «При измерении КП используется» на панели «Прочие параметры» предлагает выбор из двух вариантов определения ускорения по каждой из осей X,Y,Z:

• Общее СКЗ ускорения по оси;
• Амплитуда главной гармоники по оси.

Вкладка «Профиль»

Данная вкладка позволяет задать профиль синусоидального сигнала, планируемого к подаче на вибростенд управляющей системой.

Данный профиль используется в качестве эталона для визуального сравнения на графиках заданного профиля с фактическим, полученным в ходе аттестации. Кроме этого, ПО позволяет определить отклонение амплитуды фактического сигнала от требуемого и отобразить результаты расчета в отчете о проведенной аттестации. Если профиль не был введён, то он не будет отображаться на графиках, при этом на панели управления испытанием не будет отображаться панель «Уровень профиля».

На вкладке расположена таблица, с помощью которой задаются участки профиля. Каждому участку соответствует одна строка. Для участка необходимо задать начальную и конечную частоты в текущих единицах частоты и начальную и конечную амплитуды в текущих единицах ускорения, скорости или перемещения.

Вкладка «Профиль» для испытания «Аттестация стендов»

В столбцы «Нач. частота» и «Кон. частота» вводятся начальная и конечная частоты для участка профиля. Частоты должны входить в допустимый диапазон для испытания «Аттестация стендов», который зависит от конфигурации ведущего прибора.

ПО не позволяет создавать профили с разрывами по частоте. Начальная и конечная частоты в строке профиля должны отличаться.

Поскольку ввод профиля не обязателен, то его можно очистить даже после ввода нескольких строк профиля. Для этого необходимо удалить все строки, кроме первой, и очистить все поля в первой строке.

Частотный диапазон профиля должен входить в диапазон испытания, заданный на вкладке «Параметры измерения».

Работа с данной вкладкой аналогична работе с одноименной вкладкой для испытания синусоидальным сигналом.

Вкладка «Управление»

Вкладка «Управление» содержит набор полей, в которые вводятся параметры. На их основе ПО анализирует данные, полученные от управляющей системы и от стенда.

Кнопка «По умолчанию» устанавливает значения всех параметров равными значениям, заданными для них на вкладке «Аттестация стендов» окна «Настройки испытаний по умолчанию». Эти же значения заданы по умолчанию для всех параметров, вводимых на данной вкладке.

Вкладка «Управление» для испытания «Аттестация стендов»

Для испытания «Аттестация стендов» доступны описанные ниже параметры управления.

• Частота дискретизации – частота получения данных с входных каналов. Частота дискретизации задаёт максимальную частоту в диапазоне испытания и зависит от максимальной частоты в профиле испытания: она должна превышать её в 2,5-3,5 раза в зависимости от используемого прибора. Если максимальная частота в расписании 10000 Гц, то минимально возможная частота дискретизации будет в диапазоне от 25000 до 35000 Гц. Возможен выбор любой частоты из списка или ручной ввод, но при этом она не должна превышать пределов, которые зависят от конфигурации ведущего прибора. Для автоматического подбора частоты по введённому профилю необходимо установить флажок «Автоподбор частоты дискретизации». По умолчанию выполняется автоподбор частоты дискретизации.
• Порог измерений частоты. Если на канале с ролью «Канал Z (контр. точка)» СКЗ ускорения опускается ниже данного уровня, то система перестаёт измерять частоту и амплитуду входного сигнала. Данный порог действует только, если для измерения частоты используется канал Z, а не управляющее напряжение (на панели управления выбран переключатель «Канал Z (контрольная точка)»). Данный параметр удобно использовать, если на вибростенде после включения управляющей системы, но до запуска испытания, появляется паразитная гармоника 50 Гц («шум»). В данной ситуации после старта аттестующей системы ПО VisProbe SL сразу же обнаружит её, и на графиках появится соответствующая точка, а также амплитуда данной гармоники может попасть в результаты измерений. После запуска испытания на управляющей системе гармоника 50 Гц перестанет оказывать влияние на измерение частоты, поскольку амплитуда основной гармоники будет больше амплитуды паразитной 50-герцовой гармоники: на графике начнут появляться точки с «правильными» амплитудами и частотами, выдаваемыми управляющей системой. Для исключения попадания «шума» от управляющей системы в результаты измерений необходимо для параметра «Порог измерений частоты» задать значение большее, чем СКЗ всего сигнала в тот момент, когда управляющая система не запущена (больше уровня «шума»). Но также значение этого параметра должно быть меньше, чем СКЗ сигнала в момент проведения аттестации виброустановки. По умолчанию этот параметр имеет значение 0 g, то есть не влияет на измерение частоты и амплитуды.
• Количество гармоник КГ – количество гармоник основной частоты сигнала, используемых при вычислении КГ. Допустимый диапазон от 3 до 10 гармоник. Параметр «Осреднение (рекомендуемое X ЧСС)» задаёт способ осреднения спектра на графике спектральной плотности от частоты. Этот параметр не влияет качество и скорость определения параметров сигнала, поступающего на входы контроллера:

— по ЧСС (число степеней свободы), согласно ГОСТ Р 51502-99 (МЭК 60068-2-64-93) - при данном методе амплитуды спектральных линий, вычисляются по формуле:

, где

•  — осреднённое значение спектральной линии на i-том отрезке времени;
•  — мгновенное значение спектра на i-том отрезке времени;
• α — коэффициент усреднения, равен .

— за несколько секунд — на график выводится средний спектр за заданное число секунд.

После слова «рекомендуемое» выводится оптимальное значение для осреднения по ЧСС. Если осреднение установлено в ЧСС, то оно должно быть чtтным числом больше 4. Если осреднение установлено в секундах, то оно должно быть целым числом от 4 до 60 включительно. Чем больше значение этого параметра, тем график спектральной плотности от частоты становиться более «гладким»: уменьшается случайная составляющая амплитуд гармоник. По умолчанию этот параметр имеет значение 120 ЧСС.

• Параметр «Тип окна» используется при цифровом вычислении спектра. Окно позволяет уменьшить «растекание» спектра при данной операции. Подробно про влияние окон на результат вычисления спектра написано в Приложении Г. По умолчанию установлено окно Ханна.
• Параметр «Длина окна анализа» определяет число спектральных линий на графике спектральной плотности от частоты. Число спектральных линий равно половине длины окна анализа. Для автоматического подбора длины окна по введённому профилю необходимо установить флажок «Автоподбор длины окна анализа». По умолчанию этот флаг установлен. Рекомендуется всегда устанавливать автоподбор длины окна анализа.
• Параметр «Период управления» определяется по формуле: 
• Параметр «Шаг изменения частоты» является величиной, обратной «Периоду управления».

Вкладка «Каналы»

На этой вкладке задается используемая в испытании конфигурация датчиков и режим работы каналов аттестующей системы.

Вкладка «Каналы» для испытания «Аттестация стендов»

Выпадающий список «Имя конфигурации каналов» содержит список всех созданных конфигураций каналов. По умолчанию выбрана та конфигурация, которая указана на вкладке «Общие» окна «Настройки испытаний по умолчанию».

В таблице указаны все каналы, доступные для всех контроллеров, входящих в текущую конфигурацию оборудования, но задействовать (установить для них тип, отличный от «Отключён») из них можно столько, сколько разрешено на устройстве-мастере для испытания «Аттестация стендов». Например, конфигурация оборудования включает два устройства, на каждом из которых доступно по 3 канала, но устройство-мастер может работать только с 4 каналами для испытания «Аттестация стендов». Тогда в таблице будут показаны 6 каналов, но задействовать из них можно будет только 4.

В столбце «Канал» указывается название канала, заданное в окне «Настройки оборудования».

В столбце «Имя датчика» указывается имя, присвоенное пользователем датчику.

В столбце «Параметры датчика» указывается чувствительность датчика, подключённого к каналу, а также его тип (зарядовый, ICP, линейный, TEDS).

Имя датчика, чувствительность, тип датчика загружаются из выбранной конфигурации каналов (кнопка ). Там же указывается серийный номер датчика и дата его поверки для отражения в отчете об испытании.

Каждый канал может находиться в одном из двух режимов (столбец «Тип»):

• отключен – не принимает участие в испытании;
• измерительный – система анализирует данные с канала.

Для каждого канала необходимо назначить роль (столбец «Роль»).

• «Канал Z (контр. точка)»: данную роль необходимо устанавливать для канала, к которому подключен датчик, измеряющий ускорение вдоль рабочей оси стенда или установленный в контрольной точке.
• «Канал X (т.2)», «Канал Y (т.1)»: данные роли необходимо устанавливать для каналов, к которым подключены датчики, измеряющие ускорение в двух направлениях, взаимно перпендикулярных друг к другу и к рабочей оси стенда (определение КП), или датчики, установленные в первой или второй точках для определения КН.
• «(вых. упр. сист.)» – данную роль необходимо устанавливать для канала, подключённого к выходу управляющей системы при определении резонансных частот подвески и подвижной системы вибростенда, входящего в состав аттестуемой вибрационной установки.

• «т.N» – каналы с этой ролью система использует для вычисления КН. Максимальное значение N для выбранной конфигурации каналов равно числу доступных на всех контроллерах каналов минус 1, поскольку один канал при измерении КН используется в качестве контрольной точки.

Не должно быть двух и более каналов с полностью совпадающими ролями.

Должен быть один измерительный канал с ролью «Канал Z (контр. точка)».

Если флажок «Мерить КН» установлен для канала, то система будет использовать его для измерения коэффициента неравномерности. Флажок можно устанавливать и снимать только для измерительных каналов с ролями: «Канал X (т.2)», «Канал Y (т.1)» и «т.N». Для канала с ролью «Канал Z (контр. точка)» он установлен всегда.

Столбцы «Роль» и «Мерить КН» при открытии окна настроек испытания заполнены значениями по умолчанию при создании испытания, или равны настройкам, применённым в панели управления испытанием «Аттестация стендов». При сохранении настроек испытания значения из вышеуказанных полей переписываются в соответствующие поля панели управления испытанием.

При использовании системы ВС-407 появляется возможность измерять КП (коэффициент поперечной составляющей) сразу по двум или трем трехкомпонентным датчикам. При этом оси Z датчиков должны быть подключены к каналам 1,4,7. Оси Y – к каналам 2,5,8. Оси X – к каналам 3,6,9.

Выбор количества трехкомпонентных датчиков осуществляется установкой флажка «Вычислять КП по» и выбором двух или трёх таких датчиков (см. рисунок ниже).

Вкладка «Каналы». Выбор трехкомпонентных датчиков для измерения КП.

Остались вопросы?

Свяжитесь с отделом продаж или технической поддержкой «Висом»:

• Звоните: +7 (4812) 777-001, доб. 122, 124
• Пишите: info@visom.ru, support@visom.ru
• Отвечаем в мессенджерах: 89203005818 (WhatsApp, Telegram)

Также мы предлагаем услугу «Удаленные испытания», в ходе которой вы можете провести испытание по заданным вами параметрам через удаленный рабочий стол.