RU2568972C1 - Device to determine dynamic characteristics of temperature detector - Google Patents
Device to determine dynamic characteristics of temperature detector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568972C1 RU2568972C1 RU2014130290/28A RU2014130290A RU2568972C1 RU 2568972 C1 RU2568972 C1 RU 2568972C1 RU 2014130290/28 A RU2014130290/28 A RU 2014130290/28A RU 2014130290 A RU2014130290 A RU 2014130290A RU 2568972 C1 RU2568972 C1 RU 2568972C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- temperature sensor
- temperature
- unit
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к способам и устройствам для испытания или калибровки средств измерения температуры (термодатчиков), преимущественно датчиков температур газовых и воздушных потоков.The invention relates to instrumentation, in particular to methods and devices for testing or calibrating temperature measuring devices (temperature sensors), mainly temperature sensors for gas and air flows.
Известно устройство (авторское свидетельство СССР 1012049, МПК G01K 15/00, опубл. 15.04.1983, Бюл. №14) - [1] для измерения коэффициентов передаточной функции термопреобразователя, содержащее блок памяти, где запоминается напряжение, пропорциональное сигналу с термопреобразователя до его перенесения в среду с меньшей температурой, резистивный делитель, на выходе которого устанавливается напряжение с 50% и 90% уровнем от зафиксированного в блоке памяти напряжения, двух блоков сравнения, состоящих их нуль-органов, логических элементов, генераторов и счетчиков импульсов, измеряющих интервалы времени t90 и t50 от начала переходного процесса до достижения выходного сигнала термопреобразователя соответственно его 50% и 90% от начального уровня и три дополнительных блоки памяти с блоками цифрового отсчета, с записанными по предварительно рассчитанной таблице коэффициентами (постоянными времени) передаточной функции второго порядка в зависимости от значений t90, t50 и t90/t50.A device is known (USSR author's certificate 1012049, IPC G01K 15/00, publ. 04/15/1983, Bull. No. 14) - [1] for measuring the transfer function of a thermal converter, containing a memory block where the voltage is proportional to the signal from the thermal converter to its transferring to a medium with a lower temperature, a resistive divider, the output of which is set to a voltage with a 50% and 90% level from the voltage recorded in the memory block, two comparison units, consisting of their zero-organs, logic elements, generators and counters s pulses measuring the time intervals t 90 and t 50 from the beginning of the transient until the thermocouple output signal, respectively, its 50% and 90% of the initial level, and three additional memory blocks with the blocks of digital reference with recorded at previously calculated coefficients table (time constants ) second-order transfer function depending on the values of t 90 , t 50 and t 90 / t 50 .
Однако известное устройство не позволяет определять параметры динамических характеристик термопреобразователя, если его переходный процесс требуется описать суммой более двух экспоненциальных составляющих для повышения точности определения динамических характеристик.However, the known device does not allow to determine the dynamic characteristics of the thermocouple, if its transient is required to be described by the sum of more than two exponential components to increase the accuracy of determining the dynamic characteristics.
Известно также устройство (авторское свидетельство СССР 1024750, МПК G01K 15/00, опубл. 23.06.1982, Бюл. №23) - [2] для определения динамических характеристик измерительных преобразователей неэлектрического параметра, преимущественно температуры, содержащее блок формирования воздействующего параметра, температурные выходы которого связаны с входами формирователя сигнала воздействующего параметра и исследуемого измерительного преобразователя, выходы последних соединены с блоком записи, двухканальный усилитель, расположенный между блоком записи и вычислительным блоком, два компаратора, входы первого из которых соединены с одним из выходов вычислительного блока и одним из выходов блока памяти, а входы второго компаратора соединены со вторыми выходами вычислительного блока и блока памяти и с выходами двух блоков выделения сигналов, входы которых соединены с выходами первого компаратора, и блок индикации, соединенный с выходом второго компаратора.A device is also known (USSR author's certificate 1024750, IPC G01K 15/00, publ. 06/23/1982, Bull. No. 23) - [2] for determining the dynamic characteristics of measuring transducers of a non-electric parameter, mainly temperature, containing a block for the formation of the acting parameter, temperature outputs which are connected to the inputs of the signal shaper of the acting parameter and the investigated measuring transducer, the outputs of the latter are connected to the recording unit, a two-channel amplifier located between the recording unit and a computing unit, two comparators, the inputs of the first of which are connected to one of the outputs of the computing unit and one of the outputs of the memory unit, and the inputs of the second comparator are connected to the second outputs of the computing unit and the memory unit and to the outputs of two signal extraction units, the inputs of which are connected to the outputs the first comparator, and an indication unit connected to the output of the second comparator.
Формирователь сигнала воздействующего параметра в известном устройстве предназначен для создания сигнала в виде импульса и выполняет функцию сигнального выхода блока формирования воздействующего параметра, с которого сигнализируется о начале воздействия скачка температуры на измерительный преобразователь.The signal generator of the acting parameter in the known device is designed to create a signal in the form of a pulse and performs the function of the signal output of the block forming the acting parameter, which signals the beginning of the impact of a temperature jump on the measuring transducer.
Принцип работы известного устройства заключается в формировании по программе из переходной характеристики исследуемого измерительного преобразователя вычислительным блоком сигналов, отражающих его амплитудно-частотную и фазово-частотную характеристики, затем сравнении этих характеристик с набором нормированных амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик, последовательно поступающих из блока памяти, и выделении с помощью блоков выделения сигналов тех нормированных амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик, которые имеют наименьшее отклонение от амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристики исследуемого измерительного преобразователя. Если допустимые отклонения амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристики исследуемого измерительного преобразователя, которые хранятся в блоке памяти, не превышают нормированных значений, то эти характеристики в виде сигналов поступают в блок регистрации через второй компаратор,The principle of operation of the known device consists in generating, according to the program, from the transient response of the measuring transducer under study by a computing unit of signals reflecting its amplitude-frequency and phase-frequency characteristics, then comparing these characteristics with a set of normalized amplitude-frequency and phase-frequency characteristics sequentially coming from the block memory, and allocation using the blocks of selection of signals of those normalized amplitude-frequency and phase-frequency characteristics which have the smallest deviation from the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the investigated measuring transducer. If the permissible deviations of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the studied measuring transducer, which are stored in the memory unit, do not exceed normalized values, then these characteristics in the form of signals are transmitted to the registration unit through the second comparator,
Однако известное устройство также не позволяет определять параметры динамических характеристик термопреобразователя, если его переходный процесс требуется описать суммой более двух экспоненциальных составляющих для повышения точности определения динамических характеристик.However, the known device also does not allow to determine the dynamic characteristics of the thermal converter, if its transient is required to be described by the sum of more than two exponential components to increase the accuracy of determining the dynamic characteristics.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении точности определения динамических характеристик термодатчика за счет определения параметров трех или более экспоненциальных составляющих, обеспечивающих повышение точности описания переходного процесса.The technical result to which the claimed invention is directed is to increase the accuracy of determining the dynamic characteristics of a thermal sensor by determining the parameters of three or more exponential components, which increase the accuracy of the description of the transient process.
Такой технический результат достигается тем, что в устройстве для определения динамических характеристик термодатчиков, содержащем последовательно соединенные блок формирования ступенчатого воздействия температуры на теродатчик, термодатчик и измерительный преобразователь, новым является то, что устройство дополнительно содержит последовательно соединенные вычитающий блок, блок преобразования сигнала с термодатчика в затухающий импульсный сигнал и анализатор спектра, при этом выход измерительного преобразователя подключен к первому входу вычитающего блока, второй вход которого подключен к регулируемому источнику сигнала постоянного уровня, сигнальный выход блока формирования ступенчатого воздействия температуры на термодатчик подключен ко второму входу блока преобразования сигнала с термодатчика в затухающий импульсный сигнал, а выходом устройства является выход анализатора спектра с сигналом в виде амплитудного спектра
, ,
где
n - требуемое число экспоненциальных составляющих в переходном процессе (порядок переходного процесса термодатчика);n is the required number of exponential components in the transient process (the order of the transient process of the temperature sensor);
τ - время переходного процесса, начиная с момента размещения термодатчика в среде с меньшей температурой, c;τ is the time of the transition process, starting from the moment the temperature sensor is placed in an environment with a lower temperature, s;
Uн - значение сигнала с термодатчика в момент размещения термодатчика в среде с меньшей температурой;U n - the value of the signal from the temperature sensor at the time of placement of the temperature sensor in an environment with a lower temperature;
Uк - конечное значение сигнала с термодатчика;U to - the final value of the signal from the temperature sensor;
Ci - параметр (весовой коэффициент) в i-ой экспоненциальной составляющей переходного процесса;C i - parameter (weight coefficient) in the i-th exponential component of the transition process;
Ti - параметр (постоянная времени) в i-ой экспоненциальной составляющей переходного процесса, c;T i - parameter (time constant) in the i-th exponential component of the transition process, c;
ω - угловая скорость (частота), c-1.ω is the angular velocity (frequency), c -1 .
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1-3.The invention is illustrated in FIG. 1-3.
Фиг. 1 - блок-схема устройства, где:FIG. 1 is a block diagram of a device where:
1 - блок формирования ступенчатого воздействия температуры на термодатчик с температурным и сигнальным выходами;1 - block forming a stepwise effect of temperature on the temperature sensor with temperature and signal outputs;
2 - термодатчик;2 - temperature sensor;
3 - измерительный преобразователь;3 - measuring transducer;
4 - вычитающий блок с двумя входами и одним выходом;4 - subtraction unit with two inputs and one output;
5 - блок преобразования сигнала с темодатчика в затухающий импульсный сигнал;5 - a block for converting a signal from a temperature sensor into a damped pulse signal;
6 - анализатор спектра;6 - spectrum analyzer;
7 - регулируемый источник сигнала постоянного уровня.7 - adjustable source of constant level signal.
Фиг. 2 - диаграммы работы устройства, где:FIG. 2 - diagrams of the operation of the device, where:
фиг. 2, а - сигнал с температурного выхода устройства;FIG. 2, a - signal from the temperature output of the device;
фиг. 2, б - сигнал с выхода термодатчика 2;FIG. 2, b - signal from the output of the temperature sensor 2;
фиг. 2, в - сигнал с выхода измерительного преобразователя 3;FIG. 2, c - signal from the output of the
фиг. 2, г - сигнал с выхода вычитающего блока 4;FIG. 2, g - signal from the output of the
фиг. 2, д - сигнал с выхода блока 5 преобразования сигнала с термодатчика в затухающий импульсный сигнал;FIG. 2, d - the signal from the output of
фиг. 2, е - сигнал с выхода анализатора 6 спектра.FIG. 2, e - signal from the output of the
Фиг. 3 - пример схемы на базе реле, реализующей формирование сигнала с термодатчика в затухающий импульсный сигнал, где:FIG. 3 is an example of a relay-based circuit that implements the formation of a signal from a temperature sensor into a damped pulse signal, where:
фиг. 3, а - положение контактов реле при τ<0;FIG. 3a - position of relay contacts at τ <0;
фиг. 3, б - положение контактов реле при τ≥0.FIG. 3, b - the position of the relay contacts at τ≥0.
Устройство содержит последовательно соединенные блок 1 формирования ступенчатого воздействия температуры на термодатчик с температурным и сигнальным выходами, термодатчик 2, измерительный преобразователь 3, вычитающий блок 4 с двумя входами и одним выходом; блок 5 преобразования сигнала с термодатчика в затухающий импульсный сигнал с двумя входами и одним выходом и анализатор 6 спектра, при этом второй вход вычитающего блока 4 подключен к регулируемому источнику 7 сигнала постоянного уровня, а сигнальный выход блока 1 подключен ко второму входу блока 5 преобразования сигнала с термодатчика в затухающий импульсный сигнал.The device comprises a series-connected unit 1 for forming a step-wise influence of temperature on a temperature sensor with temperature and signal outputs, a temperature sensor 2, a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
До момента формирования ступенчатого воздействия температуры на термодатчик 2 вход анализатора 6 спектра отключен от выхода блока 5 преобразования сигнала и при этом на вход анализатора спектра поступает сигнал s(τ) нулевого уровня, т.е. s(τ)=0 при τ<0 (фиг. 2, д). В момент времени τ=0 формирования ступенчатого воздействия температуры t(τ) на термодатчик 2 от начального уровня tн до меньшего уровня tк (фиг. 2, а) по сигналу с сигнального выхода блока 1 блок 5 подключает выход вычитающего блока 4 к входу анализатора 6 спектра. Анализатор 6 спектра анализирует сигнал s(τ), представляющий собой затухающий импульсный сигнал (фиг. 2, д) видаUntil the formation of a step-wise influence of temperature on the temperature sensor 2, the input of the
Результатом анализа является амплитудный спектр
Формирование сигнала s(τ) производится следующим образом.The signal s (τ) is generated as follows.
В результате ступенчатого воздействия температуры t(τ) на термодатчик 2 его выходной сигнал y(τ), представляющий собой переходную характеристику термодатчика, меняется во времени от уровня yн до уровня yк (фиг. 2, б) по законуAs a result of the stepwise influence of temperature t (τ) on the temperature sensor 2, its output signal y (τ), which is a transient response of the temperature sensor, varies in time from the level y n to the level y k (Fig. 2, b) according to the law
. .
Измерительный преобразователь 3 преобразует выходной сигнал y(τ) термодатчика 2 в пропорциональный сигналу y(τ) унифицированный электрический сигнал U(τ), меняющейся от уровня Uн до уровня Uк (фиг. 2, в), вида,The
и через свой выход подает это сигнал на первый вход вычитающего блока 4. На второй вход блока 4 поступает сигнал с предварительно установленным уровнем Uк от регулируемого источника 7 сигналов. На выходе вычитающего блока 4, при этом создается сигнал Us(τ) (фиг. 2, г), равныйand through its output this signal is supplied to the first input of the
Далее с помощью блока 5 формируется сигнал s(τ) из сигнала Us(τ), удовлетворяющий выражению (1).Then, using
Устройство может быть создано из известных и существующих в технике блоков.The device can be created from known and existing in the art blocks.
Если испытуемым термодатчиком 2 являются датчик температур газовых или воздушных потоков, то в качестве блока 1 формирования ступенчатого воздействия температуры может быть использована аэродинамическая труба, описанная в книге Петунина А.Н. Измерение параметров газового потока: приборы для измерения давления, температуры и скорости. - М.: Машиностроение, 1974 - [3, с. 211, рис. 3.32] или установка УВ-010, представленная в ОСТ 1 00418-81 «Метод и средства определения динамических характеристик датчиков температур газовых потоков» - [4, приложение 1]. Данные установки реализуют ступенчатое воздействие температуры на термодатчик от начального уровня tн до конечного уровня tк, причем tн>tк. В указанных установках испытуемые термодатчики перемещаются в рабочие части аэродинамических труб посредством пневмоцилиндров, которые управляются с помощью электропневмоклапанов через кнопки (однополюсные выключатели). Указанные кнопки предназначены для подачи напряжения на электромагниты электропневмоклапанов. При применении кнопок в виде двухполюсных выключателей второй полюс может быть использован для одновременной подачи сигнала на блок 5, т.е. выполнить функцию сигнального выхода с блока 1.If the temperature sensor 2 being tested is a temperature sensor for gas or air flows, then a wind tunnel, described in the book by A.N. Petunin, can be used as a block 1 for forming a stepwise effect of temperature. Measurement of gas flow parameters: instruments for measuring pressure, temperature and speed. - M.: Mechanical Engineering, 1974 - [3, p. 211, fig. 3.32] or the UV-010 installation, presented in OST 1 00418-81 “Method and means for determining the dynamic characteristics of gas flow temperature sensors” - [4, Appendix 1]. These installations realize the stepwise effect of temperature on the temperature sensor from the initial level t n to the final level t k , and t n > t k . In these installations, the tested temperature sensors are moved to the working parts of the wind tunnels by means of pneumatic cylinders, which are controlled by electro-pneumatic valves via buttons (single-pole switches). These buttons are designed to supply voltage to the electromagnetics electromagnetics electromagnets. When using buttons in the form of bipolar switches, the second pole can be used to simultaneously supply a signal to block 5, i.e. perform the function of the signal output from block 1.
Измерительный преобразователь 3 выбирается из числа унифицированных преобразователей в зависимости от типа испытуемого термодатчика и требуемого вида выходного сигнала U(τ). Примерами подобных преобразователей является универсальный нормирующий преобразователь ОВЕН НПТ1 и нормирующий преобразователь сигналов термопар НПСИ-ТП с токовым аналоговым выходом по каталогам www.souz-pribor.ru - [5].The measuring
Вычитающий блок 4 может быть выполнен на базе известных схем или регулирующих устройств автоматики, подробно освещенных в книге Ялышев А.У., Разоренов О.И. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. - М.: Машиностроение, 1981 - [6, с. 158]. На фиг. 3 вычитающий блок 4 реализован по схеме дифференциального (встречного) включения двух источников напряжения. При этом напряжение на выходе блока 4 определяется выражениемThe subtracting
Us(τ)=U(τ)-Uк.U s (τ) = U (τ) -U to .
Блок 5 преобразования сигнала с термодатчика в затухающий импульсный сигнал может быть реализовано на базе электромагнитного реле (фиг. 3). До момента формирования ступенчатого воздействия температуры на термодатчик контакты К1 и К2 электромагнитного реле К замкнуты, а контакты К1 и К3 - разомкнуты (фиг. 3, а). При этом вход анализатора 6 спектра накоротко замкнут, что обеспечивает нулевой входной сигнал s(τ) на его входе. В момент времени τ=0, когда формируется ступенчатое воздействие температуры на термодатчик, срабатывает реле К по сигналу с сигнального выхода блока 1. При этом контакты К1 и К3 замыкаются, а контакты К1 и К2 - размыкаются и на вход анализатора 6 спектра начинает поступать сигнал Us(τ) с выхода вычитающего блока 4 (фиг. 3, б). При использовании в качестве блока 1 аэродинамических труб, описанных в [3, с. 211, рис. 3.32; 4, приложение 1], напряжение на обмотки реле К блока 5 (фиг. 3) в момент времени τ=0 может быть подано через дополнительный полюс выключателя, который подает напряжение на электромагниты электропневмоклапанов.
Анализатор 6 спектра относится к лабораторному электрорадиоизмерительному оборудованию и выбираются по ожидаемому диапазону частот. Представителями подобных анализаторов являются приборы серии АКС, АКИП, GSP, NS, LSA и др. в каталогах ООО «Союз-прибор» [5] и ЗАО «ПриСТ» www.prist.ru - [7].The
Регулируемый источник 7 постоянного уровня также может быть выполнен на базе лабораторного электрорадиоизмерительного оборудования. Представителями подобных регулируемых источников питания являются приборы серии ATH, PS, РР, GP и др. в каталогах ООО «Союз-прибор» [5] и ЗАО «ПриСТ» [7].An
Обоснование достижения технического результата.The rationale for achieving a technical result.
Как следует из книги Ярышева Н.А. Теоретические основы измерения нестационарных температур. - Л.: Энергия, 1967 - [8, с. 136], переходный процесс охлаждения термодатчиков в среде с постоянной температурой в общем случае может быть описан суммой из бесконечного числа экспоненциальных составляющих видаAs follows from the book Yarysheva N.A. Theoretical foundations of measuring non-stationary temperatures. - L .: Energy, 1967 - [8, p. 136], the transition process of cooling temperature sensors in a medium with a constant temperature in the general case can be described by the sum of an infinite number of exponential components of the form
где U(τ) - преобразованный выходной сигнал с термодатчика;where U (τ) is the converted output signal from the temperature sensor;
. .
На практике число n экспоненциальных составляющих в (3) ограничивают, в зависимости от требований к точности описания переходного процесса. Самой низкой по точности описания соответствует n=1, т.е. описание одной экспонентой. Более точно переходный процесс может быть описан суммой двух экспоненциальных составляющих. Каждое последующее увеличение числа экспоненциальных составляющих в (3) позволяет увеличить точность описания переходного термодатчика, обеспечивающих повышение точности определения его динамических характеристик.In practice, the number n of exponential components in (3) is limited, depending on the requirements for the accuracy of the description of the transient process. The lowest description accuracy corresponds to n = 1, i.e. description by one exponent. More precisely, the transient can be described by the sum of two exponential components. Each subsequent increase in the number of exponential components in (3) makes it possible to increase the accuracy of the description of the transitional temperature sensor, providing an increase in the accuracy of determining its dynamic characteristics.
В книге Грановский В.А. Динамические измерения: Основы метрологического обеспечения. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1984 - [9, рис. 3.12] представлена диаграмма отклика пленочного термоприемника и его моделей 1-го, 2-го и 3-его порядков на ступенчатый испытательный сигнал и дана оценка точности аппроксимации. Из [9, табл. 3.7] видно, что каждое последующее увеличение порядка n модели увеличивает точность описания переходного процесса термоприемника. Так, например, максимальный модуль разности откликов моделей и термоприемника для n=1 составляет 19 усл. ед., для n=2-3,4 усл. ед., а для n=3-3 усл. ед.In the book, Granovsky V.A. Dynamic measurements: Fundamentals of metrological support. - L.: Power Publishing House. Leningra. Department, 1984 - [9, Fig. 3.12] presents a diagram of the response of a film thermal receiver and its 1st, 2nd, and 3rd orders of magnitude to a step test signal and estimates the accuracy of the approximation. From [9, tab. 3.7] it is seen that each subsequent increase in the order of n of the model increases the accuracy of the description of the transient process of the thermal receiver. So, for example, the maximum modulus of the difference between the responses of the models and the thermal receiver for n = 1 is 19 srvc. units, for n = 2-3.4 srvc. units, and for n = 3-3 conv. units
Как известно, если сигнал задан в виде непериодической функции времени, удовлетворяющей условиям Дирихле и абсолютно интегрируемой в бесконечных пределах по времени, то эта функция имеет свой спектр S(jω), который иногда называют комплексной спектральной плотностью, спектральной плотностью или спектральной характеристикой сигнала.As is known, if a signal is given as a non-periodic function of time that satisfies the Dirichlet conditions and is absolutely integrable within infinite time limits, then this function has its own spectrum S (jω), which is sometimes called the complex spectral density, spectral density, or spectral characteristic of the signal.
Сигнал вида (3) не удовлетворяет названным условиям, так как при τ<0 преобразованный выходной сигнал термодатчика U(τ)=Uн, а при τ→+∞ преобразованный выходной сигнал U(τ)→Uк. Для возможности получения амплитудного спектра
По определенному из сформированного сигнала амплитудному спектру
Конечное значение Uк сигнала с термодатчика может быть заранее установлено либо расчетным путем, либо путем непосредственного измерения сигнала с термодатчика, предварительного размещенного в среде с меньшей температурой.The final value U k of the signal from the temperature sensor can be pre-set either by calculation or by directly measuring the signal from the temperature sensor, previously placed in a medium with a lower temperature.
Для вычисления параметров затухающего переходного процесса термодатчика согласно формуле (2) целесообразно использовать методы регрессионного анализа, которые обеспечивают приближение аналитических выражений соответствующих амплитудных спектров к их экспериментальным спектрам с наименьшей среднеквадратичной погрешностью.To calculate the parameters of the decaying transient process of the temperature sensor according to formula (2), it is advisable to use regression analysis methods that ensure that the analytical expressions of the corresponding amplitude spectra are closer to their experimental spectra with the smallest standard error.
Параметры затухающего переходного процесса термодатчика могут быть вычислены также путем прямого решения системы уравнений, составленной из соответствующих аналитических выражений амплитудного спектра. Например, для n=3 необходимо решить систему относительно шести искомых параметров C1, C2, C3, T1, T2 и T3, состоящую из шести уравнений видаThe parameters of the decaying transient of the temperature sensor can also be calculated by directly solving the system of equations composed of the corresponding analytical expressions of the amplitude spectrum. For example, for n = 3, it is necessary to solve the system with respect to the six desired parameters C 1 , C 2 , C 3 , T 1 , T 2 and T 3 , consisting of six equations of the form
, ,
где ωk - частоты, выбранные в диапазоне частот определенного амплитудного спектра (k=1, 2, …, 6);where ω k are the frequencies selected in the frequency range of a certain amplitude spectrum (k = 1, 2, ..., 6);
Доказательство связи сигнала вида (1) с выражением (2) следующее.The proof of the connection of a signal of the form (1) with expression (2) is as follows.
Как известно, амплитудный спектр какого-либо непериодического сигнала f(τ), удовлетворяющему условиям Дирихле, имеет видAs is known, the amplitude spectrum of some non-periodic signal f (τ) satisfying the Dirichlet conditions has the form
Для сформированного в предлагаемом способе сигнала s(τ) выражение (4) принимает видFor the signal s (τ) formed in the proposed method, expression (4) takes the form
. .
Предложенное устройство позволит при несложном техническом решении получить искомые динамические характеристики термодатчиков с высокой точностью, за счет определения параметров трех или более экспоненциальных составляющих. Включенный в состав устройства анализатор спектра к тому же упростит последующую процедуру обработки амплитудного спектра
Claims (1)
,
где |S(jω)| - амплитудный спектр сформированного сигнала;
n - требуемое число экспоненциальных составляющих в переходном процессе (порядок переходного процесса термодатчика);
τ - время переходного процесса, начиная с момента размещения термодатчика в среде с меньшей температурой, c;
Uн - значение сигнала с термодатчика в момент размещения термодатчика в среде с меньшей температурой;
Uк - конечное значение сигнала с термодатчика;
Ci - параметр (весовой коэффициент) в i-ой экспоненциальной составляющей переходного процесса;
Ti - параметр (постоянная времени) в i-ой экспоненциальной составляющей переходного процесса, с;
ω - угловая скорость (частота), с-1. A device for determining the dynamic characteristics of temperature sensors, comprising a series-connected unit for the formation of a step-like effect of temperature on the temperature sensor and a measuring transducer, characterized in that it further comprises a series-connected subtracting unit, a unit for converting a signal from a temperature sensor into a damped pulse signal and a spectrum analyzer, while the measurement output the converter is connected to the first input of the subtracting unit, the second input of which is connected to the regulation to a constant-level signal source, the second output of the step-by-step temperature forming unit for the temperature sensor is connected to the second input of the signal conversion unit from the temperature sensor to a damped pulse signal, and the output of the device is the output of the spectrum analyzer with a signal in the form of the amplitude spectrum | S (jω) | the desired dynamic characteristics of the temperature sensor according to the formula
,
where | S (jω) | - amplitude spectrum of the generated signal;
n is the required number of exponential components in the transient process (the order of the transient process of the temperature sensor);
τ is the time of the transition process, starting from the moment the temperature sensor is placed in an environment with a lower temperature, s;
U n - the value of the signal from the temperature sensor at the time of placement of the temperature sensor in an environment with a lower temperature;
U to - the final value of the signal from the temperature sensor;
C i - parameter (weight coefficient) in the i-th exponential component of the transition process;
T i - parameter (time constant) in the i-th exponential component of the transition process, s;
ω is the angular velocity (frequency), s -1 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130290/28A RU2568972C1 (en) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | Device to determine dynamic characteristics of temperature detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130290/28A RU2568972C1 (en) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | Device to determine dynamic characteristics of temperature detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2568972C1 true RU2568972C1 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=54598253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014130290/28A RU2568972C1 (en) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | Device to determine dynamic characteristics of temperature detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2568972C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU901851A1 (en) * | 1980-02-15 | 1982-01-30 | Институт Технической Теплофизики Ан Укрсср | Method of determination of thermal converter thermal lag index |
SU1024750A1 (en) * | 1982-03-19 | 1983-06-23 | Предприятие П/Я В-2504 | Non-electric parameter transducer dynamic characteristic determination device |
SU1048336A1 (en) * | 1982-05-24 | 1983-10-15 | Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Thermoconverter thermal lag index determination method |
SU1287197A1 (en) * | 1985-06-05 | 1987-01-30 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Method of determining parameters of damping transient process |
SU1323868A1 (en) * | 1985-10-08 | 1987-07-15 | Омский политехнический институт | Method of determining thermal converter thermal lag index |
SU1394068A1 (en) * | 1986-03-20 | 1988-05-07 | Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Device for measuring thermal lag factor of temperature-sensitive elements |
US7901130B2 (en) * | 2004-11-15 | 2011-03-08 | Palo Alto Research Center Incorporated | Method and apparatus for calibrating a thermistor |
-
2014
- 2014-07-22 RU RU2014130290/28A patent/RU2568972C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU901851A1 (en) * | 1980-02-15 | 1982-01-30 | Институт Технической Теплофизики Ан Укрсср | Method of determination of thermal converter thermal lag index |
SU1024750A1 (en) * | 1982-03-19 | 1983-06-23 | Предприятие П/Я В-2504 | Non-electric parameter transducer dynamic characteristic determination device |
SU1048336A1 (en) * | 1982-05-24 | 1983-10-15 | Львовский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Thermoconverter thermal lag index determination method |
SU1287197A1 (en) * | 1985-06-05 | 1987-01-30 | Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола | Method of determining parameters of damping transient process |
SU1323868A1 (en) * | 1985-10-08 | 1987-07-15 | Омский политехнический институт | Method of determining thermal converter thermal lag index |
SU1394068A1 (en) * | 1986-03-20 | 1988-05-07 | Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Device for measuring thermal lag factor of temperature-sensitive elements |
US7901130B2 (en) * | 2004-11-15 | 2011-03-08 | Palo Alto Research Center Incorporated | Method and apparatus for calibrating a thermistor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100561162C (en) | A kind of virtual oscillating table detection signal processing method and equipment thereof | |
DeSilva et al. | Novel gas turbine exhaust temperature measurement system | |
CN106645942B (en) | Low-cost high-precision embedded signal acquisition and analysis system and method | |
Schiavi et al. | Calibration of digital 3-axis MEMS accelerometers: A double-blind «multi-bilateral» comparison | |
CN104569886B (en) | Signal detection apparatus calibration method based on time and frequency parameter reference instrument mode | |
CN106199389A (en) | A kind of efficiently lock-in amplifier performance testing device and method | |
CN104502875B (en) | Signal detection apparatus calibration method based on time and frequency parameter standard signal source mode | |
CN102789192B (en) | A kind of feedback control system and frequency response measurement apparatus and method thereof | |
De Capua et al. | Measurement station performance optimization for testing of high efficiency variable speed drives | |
RU2568972C1 (en) | Device to determine dynamic characteristics of temperature detector | |
CN103308928B (en) | Pseudo-range precision measurement system of satellite navigation signal simulator | |
Volkers et al. | The influence of source impedance on charge amplifiers | |
CN105222973B (en) | Field calibration method for vibration signal order tracking technique | |
RU2568973C1 (en) | Method to determine parameters of attenuating transition process of temperature detector | |
Dudzik et al. | Optimal dynamic error formula for charge output accelerometer obtained by the neural network | |
CN110967660A (en) | Method and system for detecting current transformer | |
CN103308930B (en) | Pseudo-range precision measurement method of satellite navigation signal simulator | |
CN205808546U (en) | A kind of dead room free found field automated calibration system | |
CN116155143A (en) | Method and device for acquiring motor parameters | |
CN204925379U (en) | Digital electric energy meter pulse signal's integrated test system | |
RU2546983C2 (en) | Method for determining dynamic errors of micromechanical inertial sensors and inertial measurement modules on their basis | |
RU2568993C1 (en) | Testing of ultrasound wind gages and compact devices to this end | |
CN106768282B (en) | On-site calibration system for magneto-electric sensor | |
CN105093165B (en) | A kind of integrated test facility of digitalized electrical energy meter pulse signal | |
Zachovalová et al. | Development of the digital sampling power measuring standard for the Energy monitors calibration |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170723 |