JPS5814718B2 - 応答遅れ補償回路 - Google Patents
応答遅れ補償回路Info
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- JPS5814718B2 JPS5814718B2 JP51040062A JP4006276A JPS5814718B2 JP S5814718 B2 JPS5814718 B2 JP S5814718B2 JP 51040062 A JP51040062 A JP 51040062A JP 4006276 A JP4006276 A JP 4006276A JP S5814718 B2 JPS5814718 B2 JP S5814718B2
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- JP
- Japan
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- output
- circuit
- responsive element
- response delay
- output signal
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
- G01D3/0365—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/021—Particular circuit arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/42—Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は入力信号に対して出力信号が一次遅れ系で近似
されるような特性をもつ素子の出力信号に応答遅れ補償
を施した応答遅れ補償回路に関する。
されるような特性をもつ素子の出力信号に応答遅れ補償
を施した応答遅れ補償回路に関する。
入力信号に対して出力信号が一次遅れ系で近似されるよ
うな系は沢山ある。
うな系は沢山ある。
例えば熱電対で温度を測定しこの測定値にしたがって、
フィードバック制御を行なって温度制御をするような場
合、熱電対は温度変化に対し、ほぼ一次遅れで応答する
。
フィードバック制御を行なって温度制御をするような場
合、熱電対は温度変化に対し、ほぼ一次遅れで応答する
。
普通、この応答遅れは出来るだけ小さくするのが要求さ
れる。
れる。
しかし、遅れを小さくしようとすると熱電対の熱容量を
小さくする必要がある。
小さくする必要がある。
この熱容量を小さくすると熱電対を細くしなければなら
ないが、細い熱電対を用いると熱電対の耐久性を極めて
低下させる欠点が生じる。
ないが、細い熱電対を用いると熱電対の耐久性を極めて
低下させる欠点が生じる。
したがって、実用上は耐久性等の問題から熱電対には比
較的太い径のものが使用される。
較的太い径のものが使用される。
このため、応答遅れが問題となりこの遅れを補償する必
要が生じる。
要が生じる。
この補償において一次遅れの時定数が定まっている場合
には補償は比較的容易にできるが、熱電対等の場合には
時定数は被測定流体の流速によって著しく変化する。
には補償は比較的容易にできるが、熱電対等の場合には
時定数は被測定流体の流速によって著しく変化する。
この結果、充分な補償を施すには流速の測定等が必要と
なり、この測定に要する回路構成が極めて複雑化する。
なり、この測定に要する回路構成が極めて複雑化する。
このため、流速変動範囲を考慮してその平均流速に応じ
た時定数のみに対する遅れ補償をする等により不充分な
補償しか得られない。
た時定数のみに対する遅れ補償をする等により不充分な
補償しか得られない。
ここで熱電対を用いて例えば、ガスタービンエンジンの
制御の場合について述べる。
制御の場合について述べる。
この制御においては普通タービン入口のガス温度を熱電
対の温度センサにより測定してフィードバック制御する
温度制御方式がある。
対の温度センサにより測定してフィードバック制御する
温度制御方式がある。
ところが、この温度制御方式では温度センサとして熱電
対を使用するので、上述した課題が生じる。
対を使用するので、上述した課題が生じる。
すなわち、（１）応答を向」ニさせようとすると細い径
の熱電対となり耐久性が低下する。
の熱電対となり耐久性が低下する。
（２）耐久性を向上させようと太い径の熱電対を使用す
ると応答性が低下して制御上問題が起る。
ると応答性が低下して制御上問題が起る。
したがって、上記の事情から比較的応答性が良くて径の
細い熱電対のものを低温度レベルの所に使用して耐久性
をカバーする手段をとっているが、制御上からは充分と
は言えず、加速制御などの点で充分なエンジンの性能を
発揮させることができない。
細い熱電対のものを低温度レベルの所に使用して耐久性
をカバーする手段をとっているが、制御上からは充分と
は言えず、加速制御などの点で充分なエンジンの性能を
発揮させることができない。
また、耐久性のある径の太い熱電対をタービン入口の高
温部に設置し、応答遅れ補償をすることによって応答の
悪さをカバーしようとする手段があるが、熱電対の応答
遅れは流速によって変化するため、ガスタービンの運転
条件で、補償すべき遅れの時定数が変化してしまい充分
な遅れ補償をするには流速等の測定の必要があり、装置
が極めて複雑となる。
温部に設置し、応答遅れ補償をすることによって応答の
悪さをカバーしようとする手段があるが、熱電対の応答
遅れは流速によって変化するため、ガスタービンの運転
条件で、補償すべき遅れの時定数が変化してしまい充分
な遅れ補償をするには流速等の測定の必要があり、装置
が極めて複雑となる。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、時定数の
異なる２つの応動素子の出力信号を演算処理することに
より素子の応答遅れを補償して耐久性および応答性の両
者を充分満足できるようにした応答遅れ補償回路を提供
することを目的とする。
異なる２つの応動素子の出力信号を演算処理することに
より素子の応答遅れを補償して耐久性および応答性の両
者を充分満足できるようにした応答遅れ補償回路を提供
することを目的とする。
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図において、１，２は例えばガスタービン入口の高
温部に配設される熱電対からなる温度センサ（応動素子
）で、この両センサ１，２はそれぞれ異なる時定数を持
っている。
温部に配設される熱電対からなる温度センサ（応動素子
）で、この両センサ１，２はそれぞれ異なる時定数を持
っている。
前記両センサ１，２の入力信号をｘ（ｔ）とすると出力
信号はｙ１（ｔ），ｙ２（ｔ）となる。
信号はｙ１（ｔ），ｙ２（ｔ）となる。
まず、両出力信号ｙ１（ｔ），ｙ２（ｔ）は第１、第２
微分特性回路３，４により微分され、その微分出力は演
算器５に供給される。
微分特性回路３，４により微分され、その微分出力は演
算器５に供給される。
この演算器５は後述するように定数発生器、引算器およ
び割算器からなる回路で演算を行ない、その演算出力信
号は乗算器６の第１人力に与えられる。
び割算器からなる回路で演算を行ない、その演算出力信
号は乗算器６の第１人力に与えられる。
この乗算器６の第２人力には前記センサ１，２の出力信
号ｙ．（ｔ） ， ｙ２（ｔ）の差信号（ｙ２（ｔ）−
ｙｔ（ｔ））として引算器７から与えられる。
号ｙ．（ｔ） ， ｙ２（ｔ）の差信号（ｙ２（ｔ）−
ｙｔ（ｔ））として引算器７から与えられる。
前記乗算器６は第１、第２人力信号を乗算してその出力
信号△ｙを加算器８の第１人力に与える。
信号△ｙを加算器８の第１人力に与える。
この加算器８の第２人力には温度センサ１の出力信号ｙ
１（ｔ）が与えられ、加算器８は両信号を加算して出
力に補償された入力信号ｘ（ｔ）と同じ信号が得られる
。
１（ｔ）が与えられ、加算器８は両信号を加算して出
力に補償された入力信号ｘ（ｔ）と同じ信号が得られる
。
次に上記各回路によりセンサ１の出力信号ｙ， （ｔ）
が確実に補償されるかを数式を用いて述べる。
が確実に補償されるかを数式を用いて述べる。
センサ１の時定数をＴ１とすると、このセンサ１の遅れ
系Ｘは１次遅れ系としているのでｙ１とＸとの関係は（
１）式となる。
系Ｘは１次遅れ系としているのでｙ１とＸとの関係は（
１）式となる。
また、センサ２の時定数をＴ２とすると、センサ２の遅
れ系Ｘは上記と同様にｙ２とＸとの関係は（２）式とな
る。
れ系Ｘは上記と同様にｙ２とＸとの関係は（２）式とな
る。
したがって、
ここでＴ２＝ＫＴ１とおけば
となる。
次にＴ２−ＫＴ１となる理由について述べる。
時定数は熱電対の構造・材質および熱伝達率できまるも
のであり、これらが変わらない場合は不変と考えてよい
。
のであり、これらが変わらない場合は不変と考えてよい
。
センサー１，２がきまれば、熱伝達率を除いて、それぞ
れの構造・材質が決定されるわけである。
れの構造・材質が決定されるわけである。
熱伝達率は流速によって定まり、流速が一定という条件
下では、時定数はそれぞれ一定となる。
下では、時定数はそれぞれ一定となる。
流速はそれぞれのセンサー１，２について、同一流れ場
におくわけであるから同じであり、熱伝達率の時定数に
およぼす影響はセンサー１とセンサー２ではまったく同
じである。
におくわけであるから同じであり、熱伝達率の時定数に
およぼす影響はセンサー１とセンサー２ではまったく同
じである。
今、時定数は構造・材質できまる部分ｆと、流速できま
る部分ｇとからなると考えられるからＴ＝ｆ（構造、材
質）×ｇ（流速）と表わせる。
る部分ｇとからなると考えられるからＴ＝ｆ（構造、材
質）×ｇ（流速）と表わせる。
センサー１と２では構造、材質はそれぞれ異なるが、流
速は同じであるからそれぞれの時定数はＴ１＝ｆ１（構
造（１）、材質（１））Ｘｇ（流速）Ｔ２ ＝ ｆ２（
構造（２）、材質（２））Ｘｇ（流速） となりＴ２
ｆ２（構造（２）；材質（２） ） ＝えＴ１ ’
ｆ１（構造（１）、材質（１））すなわち、Ｋは流速に
よらず、構造、材質の差のみで決定される定数である。
速は同じであるからそれぞれの時定数はＴ１＝ｆ１（構
造（１）、材質（１））Ｘｇ（流速）Ｔ２ ＝ ｆ２（
構造（２）、材質（２））Ｘｇ（流速） となりＴ２
ｆ２（構造（２）；材質（２） ） ＝えＴ１ ’
ｆ１（構造（１）、材質（１））すなわち、Ｋは流速に
よらず、構造、材質の差のみで決定される定数である。
上記（４）式を（１）式に代入すると
この（５）式よりｙ１，ｙ２，ｄｙ２／ｄｙ１を求めれ
ば入力信号ｘ（ｔ）が演算により得られる。
ば入力信号ｘ（ｔ）が演算により得られる。
前記（５）式において、ｙ１は温度センサ１の出力から
得られ、（ｙ２Ｙｔ）は引算器７から得られる。
得られ、（ｙ２Ｙｔ）は引算器７から得られる。
また、ｄｙ１／ｄｔおよびｄｙ２／ｄｔは微分特性回路
３，４から得られ、演算器５を第２図に示すように構成
すれば（１／（１−Ｋ・（ｄｙ２／ｄｔ）／（ｄｙ１／
ｄｔ））は簡単に得られる。
３，４から得られ、演算器５を第２図に示すように構成
すれば（１／（１−Ｋ・（ｄｙ２／ｄｔ）／（ｄｙ１／
ｄｔ））は簡単に得られる。
第２図において、５ａは定数Ｋの発生器、５ｂは引算器
、５ｃは割算器である。
、５ｃは割算器である。
したがって、乗算器６の出力信号△ｙは次式のようにな
る。
る。
このようにして△ｙが得られる。
この△ｙは加算器８によりｙ１と加算されて（ｙ１＋△
ｙ）となり（５）式から入力信号ｘ（ｔ）と同じものを
求めることができる。
ｙ）となり（５）式から入力信号ｘ（ｔ）と同じものを
求めることができる。
前述の説明では応動素子として熱電対を用いた場合につ
いて述べて来たが、一次遅れの特性をもつ素子ならどの
ようなものにも適用町能である。
いて述べて来たが、一次遅れの特性をもつ素子ならどの
ようなものにも適用町能である。
以上述べたように、本発明によれば時定数が運転条件等
によって出力信号が変化する場合でも、確実な補償がな
されるので応答遅れの大きな素子でも充分使用すること
ができ、また系の条件などによっても応答遅れが生じる
場合でも複雑な回路構成を必要としないので、回路が簡
単となり安価に製作できる応答遅れ補償回路が提供でき
る。
によって出力信号が変化する場合でも、確実な補償がな
されるので応答遅れの大きな素子でも充分使用すること
ができ、また系の条件などによっても応答遅れが生じる
場合でも複雑な回路構成を必要としないので、回路が簡
単となり安価に製作できる応答遅れ補償回路が提供でき
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
演算器の詳細を示すブロック図である。 １，２……温度センサ、３，４……微分特性回路、５…
…演算器、６……乗算器、７……引算器、８……加算器
。
演算器の詳細を示すブロック図である。 １，２……温度センサ、３，４……微分特性回路、５…
…演算器、６……乗算器、７……引算器、８……加算器
。
Claims (1)
- １ 人力信号に対して出力信号が一次遅れ系で近似され
る特性をもつ応動素子を用いた計測回路において、異な
る時定数を有する一対の第１、第２応動素子と、この第
１、第２応動素子の出力信号の両微分値を得る第１、第
２微分特性回路と、この第２微分特性回路の微分出力が
入力され、それに定数を乗算する定数発生器、前記第１
微分特性回路の出力から定数発生器の出力を引算する第
１引算器と、この第１引算器の出力で前記第１微分特性
回路の出力を割算する割算器とを有し、その割算出力を
送出する演算器と、前記第２応動素子の出力から第１応
動素子の出力を引算する第２引算器と、この第２引算器
の出力と前記演算器の出力信号とを乗算する乗算回路と
、この乗算回路の出力信号と前記第１応動素子の出力信
号とを加算する加算回路とからなり、この加算回路の出
力から応答遅れを補償された信号を得るようにした応答
遅れ補償回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51040062A JPS5814718B2 (ja) | 1976-04-08 | 1976-04-08 | 応答遅れ補償回路 |
| US05/784,854 US4096575A (en) | 1976-04-08 | 1977-04-05 | Delay time compensation incorporating two sensing devices |
| DE2715738A DE2715738C2 (de) | 1976-04-08 | 1977-04-07 | Verzögerungs-Kompensationsschaltung |
| GB14873/77A GB1544362A (en) | 1976-04-08 | 1977-04-07 | Delay time compensation incorporating two sensing devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51040062A JPS5814718B2 (ja) | 1976-04-08 | 1976-04-08 | 応答遅れ補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52123259A JPS52123259A (en) | 1977-10-17 |
| JPS5814718B2 true JPS5814718B2 (ja) | 1983-03-22 |
Family
ID=12570425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51040062A Expired JPS5814718B2 (ja) | 1976-04-08 | 1976-04-08 | 応答遅れ補償回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4096575A (ja) |
| JP (1) | JPS5814718B2 (ja) |
| DE (1) | DE2715738C2 (ja) |
| GB (1) | GB1544362A (ja) |
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| US3946211A (en) * | 1974-07-17 | 1976-03-23 | Leeds & Northrup Company | Amplitude limited filter |
-
1976
- 1976-04-08 JP JP51040062A patent/JPS5814718B2/ja not_active Expired
-
1977
- 1977-04-05 US US05/784,854 patent/US4096575A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-04-07 DE DE2715738A patent/DE2715738C2/de not_active Expired
- 1977-04-07 GB GB14873/77A patent/GB1544362A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2715738A1 (de) | 1977-11-03 |
| US4096575A (en) | 1978-06-20 |
| GB1544362A (en) | 1979-04-19 |
| DE2715738C2 (de) | 1985-01-17 |
| JPS52123259A (en) | 1977-10-17 |
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