SU1122904A1 - Самонастраивающеес устройство дл измерени быстроизмен ющихс температур - Google Patents

Abstract

САМОНАСТРАИВАЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БЫСТ ОИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ТЕМПЕРАТУР, содержащее термопреобразователь , первый блок умножени , первый вход которого соединен с выходом первого дифференциатора, а выход подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом первого дифференциатора , блок сравнени , входы которого соединены соответственно с выходами первого сумматора и блока косвенного определени  температуры, отличающеес  тем, что, с целью повьпиени  точности измерений, в него введены второй сумматор, фильтр, второй блок умножени , интегрирукиций усилитель и второй дифференциатор, вход которого соединен с выходом блока сравнени , а выход подключен к первому входу второго блока JTMHO- жени , второй вход которого соединен (Л с выходом первого дифференциатора, а выход через интегрирующий усилитель подключен к второму входу первого блока умножени , выход второго дифференциатора через фильтр соединен с первым входом второго сумматора|, второй вход которого подключен к выходу термопреобразовател , а выход ND к второму входу первого сумматора. ;о 1

Description

Изобретение относитс  к измерению быстромен ющихс  температур и может быть использовано, в частности при измерении температуры газов газотурбинного двигател  (ГТД). Известно самонастраивающеес  устройство дл  измерени  температуры, содержащее основной и вспомогательны термопреобразователи, подключенные соответственно к основному и вспомо™ гательному корректирующим звень м, блок сравнени J входы которого соеди нены с выходом основного термопреобразовател  и выходом вспомогательного корректирующего звена, а выход подключен К исполнительному органу, выходы которого подключены к управл ющим входам корректирующих звеньев 1. Недостатками этого устройства  вл ютс  низка  динамическа  точность и плоха  помехозащищенность от помех действующих в канале св зи. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  само настраивающеес  устройство дл  измерени  быстромен ющихс  температур, содержащее термопреобразователь, пер вый блок умножени , первый вход кото рого соединен с выходом первого диф ференциатора, а вьпсод подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом первого дифферендиатора, блок сравнени , входы которого соответственно соединены с выходами первого сумматора и блока косвенного определ ни  температуры. 8 этом устройстве самонастройка осуществл етс  по сигн лу с выхода устройства и сигналу от блока косвенного определени  темпера туры 2 . Однако известное устройство не обладает высокой точностью из-за непосто нства переходных процессов под стройки посто нной времени корректи рующего звена при различных начальных услови х. Кроме того, устройство обладает низкой помехозащищенностью, что также снижает точность измерени  температуры.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в самонастраивающеес  устройство 55 дл  измерени  быстроизмен ющихс  температур, содержащее термопреобразовател .S первый блок умножени .

(1)

W(P)

Т- Р + 1

где Т - посто нна  времени термопреобразовател .

Передаточна  функци  корректирующего звена, образованного сумматором первый вход которого соединен с выходом первого дифференциатора, а выкод подключен, к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом первого дифференциатора , блок сравнени , входы которого соединены соответственно с выходами первого сумматора и блока косвенного определени  температуры, введены второй сумматор, фильтр, второй блок умножени , интегрирующий усилитель и второй дифференциатор, вход которого соединен с выходом блока сравнени , а выход подключен к первому входу второго блока умножени , второй вход которого соединение выходом первого дифференциатора, а выход через интегрирующий усилитель подключен к второму входу первого блока умножени , выход второго дифференциатора через фильтр соединен d первым входом второго сумматора, вто| рой вход которого подключен к выходу термопреобразовател , а выход - к второму входу первого сумматора. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит термопреобразователь 1, первый дифференциатор 2, первый блок 3 умножени , первьй сумматор 4, блок 5 Сравнени , интегрирующий усилитель 6,блок 7 косвенного определени  температуры, фильтр 8, второй сумматор 9. второй дифференциатор 10 и второй блок 11 умножени . Блок 7 косвенного определени  температуры определ ет температуру косвенным образом через другие параметры , например, за счет использовани  практически безинерционнык датчиков частот вращени  роторов и их ускорений . В качестве него также может быть использован термопреобразователь с высоким быстродействием и низкой статической точностью, например струйный датчик температуры. Принцип работы устройства заключаетс  в следующем. Передаточна  функци  термопреобразовател  может быть представлена в виде 4, дифференциатором 2 и блоком 3 ум жени , имеет вид TK P. V где Т, - посто нна  времени коррект рующего звена. В процессе работы устройства вел чина должна измен тьс  таким образом , чтобы компенсировать изменен посто нной времени термопреобразова тел . Как показывают расчеты, закон изменени  То может быть описан вьфа жением . т„ х x e-dt где . - посто нное число, большее единицы; Ху- производна  по времени сиг нала Х на выходе термопре , образовател ; - производна  величины f , где Хд - значение сигнала вьфабатываемого бло ком косвенного определени  температуры. 8выражении дл  Т| отсутствует член с , что исключает вли ние статической точности блока косвенного оп ределени  температуры на точность коррекции посто нной времени термопреобразовател  и повышает динамиче кую точность измерени . Помехозащищенность измерени  от помех, действующих в канале св зи с термопреобразователем, достигаетс  за счет введени  второго сумматора 9и фильтра 8 с соответствую1дими св з ми. Как показывают простые расчеты, в случае окончани  процесса подстро ки посто нной времени сигнал на выходе устройства X4 (пропорциональны из Jep eмoй температуре) будет св за с входным сигналом X (пропорциональ ным истинной температуре) выражение V .- EiIS ч UPWc|,(Tj.. Р+1)7 где f - сигнал помехи, действующей на линии св зи; Уф - передаточна  функци  фильт Из вьфажени  (4) видно, что сигнал истинной температуры проходит на выход устройства без изменени , а сигнал помехи фильтруетс . В общем случае фильтр должен иметь передаточную функцию фида ,.,,.,+1 , . V V . +... + Г где К, , Ь (i 05l...,n - посто нные коэффициенты. В частном случае фильтр имеет передаточную функцию вида 10(Р-И)/(0,1Р+1) и может быть реализован на обычном операционном усилителе . Устройство работает следующим образом,. Блок сравнени  по сигналам с выхода блока 7 косвенного определени  температуры Хд,( и выхода сумматора 4, который  вл етс  одновременно и выходом устройства,формирует сигнал рассогласовани  . После дифференцировани  во втором дифференциаторе 10 сигнал в умножаетс  в блоке 11 на сигнал Х, поступающий с выхода дифференциатора 2, и далее поступает на вход интегрирующего усилител  6 с коэффициентом усилени  . С выхода усилител  6 сигнал Tj, пропорциональный величине (3), подаетс  на вход блока 3 умножени , при этом посто нна  времени корректирующего звена устанавливаетс  равной посто нной времени термопреобразовател  . Выходной сигнал Х, формируетс  сумматором 4 по сигналам с выхода первого блока 3 умножени  и с выхода второго сумматора 9. По сравнению с известным, преимущество описываемого устройства заключаетс  в том, что повьппаетс  динамическа  точность измерени  температуры и помехозащищенность измерени . Так, при использовании устройства дл  измерени  газов ГТД в системе автоматического регулировани  заброс по температуре уменьшаетс  более чем в 3 раза, что позвол ет более точно выг бирать режим работы ГТД.

м

Claims (1)

1. САМОНАСТРАИВАЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БЫСТРОЙВМЕНЯЮЩИХСЯ ТЕМПЕРАТУР, содержащее термопреобраэователь, первый блок умножения, первый вход которого соединен с вы ходом первого дифференциатора, а выход подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с входом первого дифференциатора, блок сравнения, входы которого соединены соответственно с выходами первого сумматора и блока косвенного определения температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй сумматор, фильтр, второй блок умножения, интегрирующий усилитель и второй дифференциатор, вход которого соединен с выходом блока сравнения, а выход подключен к первому входу второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первого дифференциатора, а выход через интегрирующий усилитель подключен к второму входу первого блока умножения, выход второго дифференциатора через фильтр соединен с первым входом второго сумматора^ второй вход которого подключен к выходу термопреобразователя, а выход •к второму входу первого сумматора.