JPH027011B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は信号処理に関するものであり、とくに
高温計からの電気信号の処理に関するものであ
る。

タービンの温度を測定するために、ガスタービ
ン・エンジンにおいて高温計を使用すると、燃焼
しなかつた炭素粒子が燃焼室から高温計のセンサ
通ることによるスプリアス効果のために高温計の
出力信号の質がしばしば低下し、実際のタービン
温度より高い温度を誤つて指示することになり、
その結果としてエンジンの運転が不安定となる。

未燃焼の炭素粒子（これはタービンからの放射
分布波長とは異なる波長の放射分布を有する）の
通過を検出し、高温計の出力信号をその検出結果
に従つて調整できるようにするために、異なる波
長の放射に応答する２個のセンサを用いることが
提案されている。しかし、そのようにすると構成
が複雑となつて、コストが上昇し、かつ種々の温
度における炭素粒子の放射分布に従つて参照表を
作る必要があり、その参照表の構成にアナログー
デジタル回路が必要となる。

本発明の目的は、高温計からの出力信号を処理
することにより、前記諸欠点を解消し、または少
くとも軽減するための回路を得ることである。

本発明の第１の面に従つて、高温計の出力信号
をサンプルし、高温計の出力信号の最後のサンプ
ル値に等しく保たれる値を有する出力信号を生ず
るサンプル・ホールド手段と、このサンプル・ホ
ールド手段をトリガして高温計の出力信号をサン
プルさせるトリガ手段と、高温計の出力信号の増
大率が所定の率をこれた時に、サンプル・ホール
ド手段に高温計の出力信号をサンプルさせるため
に、トリガ手段がサンプル・ホールド手段をトリ
ガすることを阻止する増大率応答手段と、を備え
る高温計の出力信号を処理する回路が得られる。

本発明の第２の面に従つて、高温計の出力信号
からそれを表す信号をとり出すための手段と、前
記表す信号をサンプルして、前記表す信号の最後
のサンプル値に等しく保たれる値を有する出力信
号を生ずるサンプル・ホールド手段と、高温計の
出力信号の所定の増大率をこえる増大率に応答し
て、サンプル・ホールド手段に高温計の出力信号
をサンプルさせるためにトリガ手段がサンプル・
ホールド手段をトリガすることを阻止するための
増大率応答手段とを備える高温計の出力信号を処
理する回路が得られる。

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明す
る。

ガスタービン・エンジン（図示せず）を制御す
るためにそのタービン（図示せず）の温度を検出
するように、高温計２が公知のようにして構成さ
れる。高温計２は電気出力信号（それの波形の典
型的な標本が第２図ａに示されている）を発生し
て、その出力信号を信号処理回路４の入力端子へ
与える。高温計の出力信号はタービンの真の温度
を表す電圧V_Tを含むが、通常は、その真の電圧
に、エンジンの燃焼室（図示せず）から出てきた
未燃焼炭素の発生する高温粒子に起因するいくつ
かのランダムなスパイク６が重ね合わされる。エ
ンジン制御にこの信号を用いるものとすると、ス
パイク６の誤つた作用のためにエンジンは不安定
な運転を行う結果となる。後で説明するように、
信号処理回路４の目的は、高温計の出力信号にお
けるスパイク６の影響を小さくし、エンジンを制
御できるようにして安定に運転させるために、処
理信号を使用できるようにすることである。

信号処理回路４は第１の演算増幅器８を含み、
この増幅器８の入力端子は電流制限抵抗器１０を
介して回路の入力端子へ接続され、増幅器８の出
力端子は電流制限抵抗器１４，１６を介して第２
の演算増幅器１２の入力端子へ接続される。増幅
器１２の出力端子は電流制限抵抗器１８を介して
増幅器８の入力端子へ帰還接続されるとともに、
コンデンサ２０を介して自身の入力端子へ帰還接
続され、更にダイオード２２を介して抵抗器１４
と１６の間の点へ帰還接続される。その点とアー
スの間にツエナーダイオード２４が接続される。

抵抗器１４と１６の間の点は、正縁部によりト
リガされる単安定装置２８のトリガ入力端子へ接
続される。増幅器１２の出力端子はサンプル・ホ
ールド装置３０のサンプル即ち標本化入力端子へ
接続される。サンプル・ホールド装置３０のトリ
ガ入力端子は単安定装置２８の出力端子へ接続さ
れる。サンプル・ホールド装置３０の出力端子は
回路４の出力端子へ接続される。

次に、この回路４の動作を説明する。増幅器１
２の出力は増幅器８への入力に対して反転させら
れ、増幅器８，１２は増大率制限器として機能す
る。増幅器８は増幅器８の出力を高温計の出力信
号と比較する。

次に第２図を参照して、高温計の出力信号Ａ
（第２図ａ）が増幅器１２の出力Ｃ（第２図ｃ）よ
り大きい時は、増幅器８は正の飽和状態に切り換
わる（第２図ｂの波形Ｂ参照）。そのために、増
幅器１２の出力は、ツエナーダイオード２４の降
伏電圧と、コンデンサ２０の容量Ｃと、抵抗器
１６の抵抗値Ｒとにより決定される率で増大させ
られる。この率（V/CRにより与えられる）は、
エンジンの正常な運転中に高温計の出力信号Ａの
最大変化率よりちようど大きいように選択され
る。

高温計の出力信号が増幅器１２の出力より小さ
い時は、増幅器８は負の飽和状態に切り換わり、
そのために増幅器１２の出力は、ツエナーダイオ
ード２４の降伏電圧の値と、コンデンサ２０の
容量とにより決定する率で減少させられる。実際
には、このことは、増幅器１２の出力の減少が高
温計の出力信号の減少に密接に追従することを意
味する。

高温計の出力信号が定常の直流信号、または率
制限器の制限率より小さい率で変化する信号だと
すると、増幅器８の出力は正の飽和値へ向つて切
り換えられ、増幅器１２の出力が高温計の出力信
号より部分的に大きくなるまで、増幅器１２の出
力はV/CRの率で増大する。そのために増幅器８
は負の飽和領域へ向つて切り換えられ、それから
増幅器１２の出力は、高温計の出力信号より部分
的に低い値まで、非常に速く（ＶとＣにより決定
される率で）減少し、その時に増幅器８の出力は
正の飽和値へ向つて切り換えられる。この状態が
持続される間はこの動作は継続される。

実際には、増幅器１２の出力は、高温計の出力
信号に、前記したように非常に小さい誤差で密接
に追従する（ただし、高温計の出力信号の増大率
が率制限器の制限率をこえない限り）、高温計の
出力信号の率が制限されたものを表すものであ
る。

高温計の出力信号の率を制限された表現、すな
わち、増幅器１２の出力Ｃ、はサンプル・ホール
ド装置３０のサンプル入力端子へ与えられる。こ
のサンプル・ホールド装置３０は通常は「保持」
モードにあり、増幅器８の出力によりトリガされ
る。正縁部によりトリガされる単安定装置２８に
よつて「保持」モードから「サンプル」モードへ
トリガされる。この単安定装置２８の出力時定数
は、サンプル・ホールド装置３０の獲得時間（出
力が最終値に落ちつくのに要する時間）とアパー
チヤ時間（「サンプル」モードから「保持」モー
ドへ切り換わるのに要する時間）との和に等しい
ように設定される。

したがつて、サンプル・ホールド装置３０は、
増幅器８が正の飽和に切り換えられるたびに、
「保持」モードから「サンプル」モードへトリガ
され、装置３０は、増幅器８が正の飽和へ次に切
り換わるまで、高温計の出力信号の率が制限され
た表現の最後のサンプル値を保持する。このよう
にして、高温計の出力信号中にスパイクが存在し
ない時は、サンプル・ホールド装置３０の出力信
号（第２図ｄの波形Ｄ）は高温計の出力信号に密
接に従い、増幅器１２の出力が高温計の出力を中
心として振動するために、増幅器１２の出力信号
が高温計の出力信号以下になるたびに、増幅器１
２の出力を再び標本化する。しかし、スパイクが
生ずると、スパイクの値が、増幅器１２の率が制
限された出力が上昇した値以下に低下するまで、
サンプル・ホールド装置３０の出力はスパイクの
立ち上り縁部（スパイクの上昇率は率制限器の制
限率より高い）中の最初にサンプルされた値に保
たれる。その理由は、スパイクの前縁部が、率制
限器の制限率より高い率で増大を開始すると、増
幅器８は正の飽和領域に留まるために、正縁部で
トリガされる単安定装置２８がトリガを阻止され
るから、高温計の出力信号が、増幅器１２の出力
がその時までに上昇していた値のすぐ下の値に低
下するまで、サンプル・ホールド装置が再サンプ
ルすることを阻止されるためである。それから、
率制限器の出力が高温計の出力に再び追従するか
ら、増幅器８は負の飽和領域へ切り換わり、それ
から正の飽和領域へ切り換わつて、単安定装置を
トリガさせ、サンプル・ホールド装置３０に再び
標本化を行わせる。このサンプル動作は、別のス
パイクが生ずるまで継続される。

このようにして、サンプル・ホールド装置３０
の出力Ｄは、スパイクが存在しない時は、高温計
の出力信号を密接に追従し、スパイクが存在する
時は、最後のサンプル値を、スパイクがなくなる
まで保持してスパイクの影響を小さくし、エンジ
ンを制御しつつ安定に運転させるために高温計の
出力信号を使用できるようにする。

第１図に示す回路を、率制限器の制限率(V/C
Ｒ）を120V/Sとし、サンプル・ホールド装置のア
パーチヤ時間を10マイクロ秒として、試験した結
果、非常に正確であることが判明した。

以上説明した回路においては、サンプル・ホー
ルド装置によりサンプルされた信号は高温計の出
力信号の率を制限されたものを表すが、これは不
必要であり、希望によつてはその代りに他の信号
（高温計の出力信号を表す信号または高温計の信
号自体）をサンプル・ホールド装置の標本化入力
端子へ与えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回路のブロツク回路図、第２
図ａ〜ｄは第１図に示す回路の種々の点に生ずる
信号の波形図である。 ４…処理回路、８，１２…演算増幅器、１０，
１４，１６…電流制限抵抗器、２２…ツエナーダ
イオード、２８…単安定装置、３０…サンプル・
ホールド装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温計の出力信号をサンプルし、高温計の出
   力信号の最後のサンプル値に等しく保たれる値を
   有する出力信号を生ずるサンプル・ホールド手段
   と、 このサンプル・ホールド手段をトリガして高温
   計の出力信号をサンプルさせるトリガ手段と、 高温計の出力信号の増大率が所定の率をこえた
   時に、トリガ手段が、サンプル・ホールド手段に
   高温計の出力信号をサンプルさせるために、サン
   プル・ホールド手段をトリガすることを阻止する
   増大率応答手段と、 を備えることを特徴とする高温計の出力信号を処
   理する回路。 ２ 高温計の出力信号からそれを表す信号をとり
   出すための手段と、 前記表す信号をサンプルして、前記表す信号の
   最後のサンプル値に等しく保たれる値を有する出
   力信号を生ずるサンプル・ホールド手段と、 このサンプル・ホールド手段をトリガして前記
   表す信号をサンプルさせるトリガ手段と、 高温計の出力信号の所定の増大率をこえる増大
   率に応答して、サンプル・ホールド手段に高温計
   の出力信号をサンプルさせるためにトリガ手段が
   サンプル・ホールド手段をトリガすることを阻止
   するための増大率応答手段と、 を備えることを特徴とする高温計の出力信号を処
   理する回路。 ３ 特許請求の範囲の第２項に記載の回路であつ
   て、高温計の出力信号からそれを表す信号をとり
   出すための手段は、増大率応答手段の少くとも一
   部を構成し、かつ高温計の出力信号からそれの増
   大率を制限された表現をとり出す増大率制限手段
   を備えることを特徴とする回路。 ４ 特許請求の範囲の第３項に記載の回路であつ
   て、増大率制限手段は、高温計の出力信号を増幅
   する第１の増幅器と、この第１の増幅器の出力を
   増幅する第２の増幅器と、この第２の増幅器の出
   力端子から第１の増幅器の入力端子と第２の増幅
   器の入力端子へ帰還させるための帰還手段と、第
   １の増幅器の出力端子と第２の増幅器の入力端子
   の間の信号路中のある点からアースまでの間に接
   続される電圧降伏手段とを備え、それにより、第
   １の増幅器への入力は高温計の出力信号と第２の
   増幅器の出力信号との代数和であり、第１の増幅
   器の出力は、それに与えられる入力の正の値また
   は負の値に応じて正の値と負の値の間で変化し、
   第２の増幅器の出力は高温計の出力信号を中心と
   して所定の変化率で振動することを特徴とする回
   路。 ５ 特許請求の範囲の第３項に記載の回路であつ
   て、トリガ手段は単安定装置を備え、この単安定
   装置のトリガ入力端子は第１の増幅器の出力端子
   に接続され、単安定装置の出力端子はサンプル・
   ホールド手段をトリガするために接続されること
   を特徴とする回路。