СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2015

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 70 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2015 2 1 Перспективы создания ВОИИС для определения параметров движения крупногабаритных стендов Одной из основных проблем при испытаниях и эксплуатации аппара- туры ракетно-космической и авиа- ционной техники (РК и АТ), которая устанавливается на крупногабарит- ных наземных испытательных стен- дах, является точное определение поло- жения стендов для того, чтобы обеспе- чить прецизионные метрологические характеристики этой аппаратуры. Для решения этой задачи стенды оснаща- ются информационно-измерительны- ми системами (ИИС), в состав которых входят датчики параметров движения: для измерения линейного и углового перемещения, скорости, ускорений (акселерометры). Так как стенды, имеющие огром- ную массу, устанавливаются на амор- тизаторах различной конструкции (см. рис. 1), при воздействии на них низкочастотных механических колеба- ний изменение скоростей и ускорений мало ′ . Поэтому для широко используе- мых типов датчиков скорости и уско- В статье рассматривается возможность применения волоконно-оптических измерительных систем, построенных на базе унифицированных волоконно-оптических преобразователей линейных и угловых микроперемещений, для определения параметров движения крупногабаритных стендов, используемых на объектах ракетно-космической и авиационной техники. Татьяна Мурашкина, Елена Бадеева, Кирилл Серебряков, Александр Удалов, Анна Федотова (г. Пенза) При финансовой поддержке в форме гранта Президента РФ ведущей научной школы РФ «Волоконно-оптическое приборостроение» 14.Z57.14.681-НШ. При финансовой поддержке РФФИ в форме гранта № 15-08-02675. рений эти колебания находятся в так называемой «мёртвой» зоне. Вторая проблема заключается в том, что испытательные стенды, предназна- ченные для отработки аппаратуры РК и АТ, представляют собой крупногаба- ритные комплексы со сложной систе- мой электротехнического оборудо- вания. В состав этих стендовых ком- плексов входят подземные галереи с сотнями метров кабельных каналов, усилительное и преобразующее обо- рудование, бункер управления и цен- тральная измерительная лаборато- рия, содержащая различную аппара- туру аналого-цифровой регистрации и обработки сигналов. Поэтому одним из основных требований, предъявляе- мым к оборудованию стендов, являет- ся применение датчиков в искробезо- пасном исполнении, стойких к воздей- ствию электромагнитных помех любой интенсивности. Третья проблема заключается в том, что применение «электрических» дат- чиков и ИИС не исключает возмож- ность несанкционированного доступа к измерительной информации, а так- же не обеспечивает искро-, взрыво- и пожаробезопасность. Одновременное решение этих про- блем на основе применения широко распространённых типов «электри- ческих» датчиков практически невоз- можно. В настоящее время система реги- страции и обработки информации динамических стендов оснащается следующим оборудованием: датчика- ми (тензометрическими, пьезоэлек- трическими, термоэлектрическими, потенциометрическими, индукцион- ными и другими), усилительно-согла- сующей аппаратурой (типа «Девиз», АДИ, ИС-1241 и другими), регистриру- ющей аппаратурой (типа ЭРА-М, АРБП) и обрабатывающей аппаратурой (типа ЭРА, АВБП, ПК) [1]. Такой аппаратно- программный комплекс успешно экс- плуатировался в составе газодинами- ческих стендов и обеспечивал прове- дение крупномасштабных модельных испытаний элементов РКН и ПУ «Энер- гия-Буран», «Союз», «Зенит» и прочих. Очевидно, что в настоящее время суще- ствующие аппаратно-программные средства автоматизации измерений выработали свой ресурс, морально и физически устарели. Совершенство- вание существующих электрических ИИС не позволяет решить проблему дальнейшего повышения точности и надёжности измерений при назем- ных испытаниях ракетно-космической техники, так как их резервы практиче- ски исчерпаны. Одним из путей решения этой про- блемы является разработка волоконно- оптической ИИС (ВОИИС), построен- ной на основе волоконно-оптических датчиков (ВОД), которые могут быть реализованы с использованием диффе- ренциальных волоконно-оптических преобразователей линейных и угло- вых микроперемещений (ВОПЛМП и ВОПУМП) [2, 3]. В ВОИИС в качестве физической сре- ды используются волоконно-оптиче- ские кабели (ВОК), что обеспечивает [4]: ● отсутствие влияния на результат измерения электромагнитных полей; ● отсутствие побочных электромагнит- ных излучений; ● отсутствие перекрёстных помех соседних каналов; ● отсутствие проблем, связанных с кон- турами заземления и напряжениями Рис. 1. Пример крепления стенда на виброизоляторах: 1 – стол крупногабаритного стенда (вид поперечный); 2 – виброизолятор © СТА-ПРЕСС