SU1182281A1 - Способ определени нестационарной температуры - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕГШЕРАТУРЫ, заключающийс  в регистрации показаний Ui(i) UAi.Vyati,VLiai.)-U.a,VUaii.VUi(i).tiVUzt.(i.iro) U.ltiVUzl il-UzU.VUAt,) где U,Hi,Uz(t;) и U,U,,UiHO;( b2) - соответственно показани  и средние значени  показаний термопреобразователей в два момента времени; а , «го о и И2

Description

Изобретение относитс  к температурным измерени м, а именно к способам определени  нестационарной температуры, и может найти применение при исследовании турбулентных пульсаций температуры потоков воды или газов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  путем уменьшени  вли ни  на результат измерени  высокочастотных помех.

Сущность способа состоит .в следующем .

При измерении температуры используютс  два расположенных в одной точке термопреобразовател , динамические свойства которых различны и эквивалентны свойствам линейных инерционных звеньев первого пор дка

Дл  таких звеньев справедливо выражение ZIcJg;Ugttb9W,1,2 pO  1 i где0(-Ь)- измер ема  температура , ОУЧ) - значение j -ой производной выходного сигнала -го термопреобразовател ; коэффициент пропорциональности между выходным сигна лом термопреобразовател  и измер емой температурой в статике, т.е. при установи j- шейс  температуре; d. гД т.. - параметр тепловой инерци 1 к fe . J -ГО термопреобразовател  ( инерционность термопреобр зовател ) . Проинтегрируем уравнени  (1) на отрезке времени tti-T,t le(ilcit-jd,.(t)3t, t-T t-1i-T

цд.уиаНПи1(уид.)-иаа,)-оЖ11 го и,а уц2 уи1Нг1-и(Ы (6)

U,(.l,VUi(y-U,(t,)-U,(t2)V. Qh

Ч пишем это уравнение в виде . i

V (3)

t-T

t

« 0 ti4le t,

соответственно средние значени  температуры и выходного сигнала j-ro термопреобразовател  за интервал времени Т. Так как

id,,, W 1-т

то с учетом введенных обозначений 9 (t) и (Ы-Ь) выражени  (3) могут быть представлены в виде |. i 2UibUi(i.)-u2U.i-u.,(t.vuat.v, (7) lWUz(y-U,(t,U,(t,) Щ)- c3io-uiW, (5) Gii -Uu-UiW- zoUiW. В системе уравнений (5) величины 0{,н и 21  вл ютс  известными, , величины (JfW, и (t) - наблюдаем1.1ми, значени  коэффициентов J считаем известными, поскольку они могут быть определены при градуировке через К термопреобразователей в статике и в динамическом режиме дл  линейных термопреобразователей не измен ютс . Если J), и (21 посто нны, или незначительно измен ютс  в интервала времени ut (их возможные изменени ,не должны быть больше уровн  погрешностей представлени  переменных в уравнений (4), то значени  9 (I,) ивТ1г)могут быть найдены из системы уравнений (5), записанной дл  двух моментов времени t, и -Ь .

3

При этом дл  каждого ii момента времени значение температуры может б(1ть определено дважды, один раз в паре значений дл  моментов времен {, , ij , а второй раз - дл  моментов времени ii , it+,

Интеграл интегрировани  Т при определении среднего значени  выбираетс  из требований на полосу частот измер емой нестационарной температуры 9 (.t) . Первый нуль амплитудночастотной характеристики определ ющего среднее значение U(ti) лежит , на частоте , котора  может быть прин та за частоту среза фильтра . С увеличением Т уменьшаетс  верн   частота пропускани  фильтра, снижаетс  вклад высокочастотных шумов, возрастает точность выделени  низкочастотных составл ющих в спектре измер емой температуры, лежащих ниже . Но высокочастотные составл ющие температуры при этом подавл ютс . Поэтому увеличивать Т есть смысл только до тех пор., пока сохран етс  полоса пропускани  фильтра среднего значени  дл  заданного диапазона частот измер емой температуры,

На фиг.1 схематически представлено устройство дл  реализации предлагаемого способа; на фиг.2 диаграммы сигналов на выходах блоков устройства.

Устройство содержит термопреобразователи 1 и 2, в качестве которых , например, могут быть использованы термоэлектрические преобразователи . Вькоды термопреобразователей подключены ко входам аналогоцифровых преобразователей 3 и А, в качестве которых, в данном устройстве целесообразно использовать быстродействующие преобразователи параллельного или параллельно-последовательного действи  с блоком. выборки vt аналогового запоминани  сигнала на входе на врем  преобразовани .

Выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к входам сдвиговых регистров 5 и 6, сумматоров 7 и 8 и вычислител  9. Выходы сдвиговых регистров 5 и в

2281-4

подключены ко вторым входам накапливающих сумматоров 7 и 8 соответственно . Пары блоков накапливающий сумматор - сдвиговый регистр 5,7 5 и 6,8 служат дл  скольз щего интегрировани  на интервале Т, заданном емкостью сдвигового регистра в цифровой форме показаний термопреобразователей 1 и 2. Скольз щее

0 интегрирование необходимо дл  получени  непрерывной информации об измер емой температуре. Цифровой вычислитель предназначен дл  вычислени  измер емой температуры по выражени м (6) и (7). Функцию вычислител  9 может вьтолн ть микропроцессор или ЭВМ. Все операции с сигналами после блоков аналого-цифрового преобразовани  3 и 4 могут

0 выполн тьс  ЭВМ как в реальном

масщтабе времени, так и при обработке данных после их регистрации, например на магнитной ленте.

Устройство работает следующим об5 разом.

.Измер ема  температура в (t) (фиг. 2) воспринимаетс  термопреобразовате- л ми 1 и 2, выходные сигналы U,(t) и Ь-( поступают на дискретизацию анаQ лого-цифровыми преобразовател ми

3 и Д. Цифровые отсчеты сигналов I/, (t) иU2Wпоступают на блоки скольз - . щего интегрировани  5,7 и 6,8, с выходов которых последовательности И,(t)

и Oj(t, осредненные на заданном

интервале i , например за П отсчетов , поступают в вычислитель 9. Значение коэффициентов (i|,и J, определ емые при градуировке термо преобразователей, хран тс  в пам ти вычислител  9..Вычислитель выполн ет операции согласно выражени м (6) и (7). Вьмисл емые по выражени м (6) и (7 значени  измер емой

j температуры Q{t) образуют последовательность отсчетов с временным интервалом, аналогичным последоваiтельност м U, (i) и 0 (i). При этом час готный спектр поспедовательности ) в пределах частоты дискретизации соответствует спектру дискретизированного сигнала 9(t) , пропущенного через звено скольз щего интегри ровани .

в

Ц

и

ilUUl

IIITL.

иг.2

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ, заключающийся в регистрации показаний li_t (4) и и₂(()двух термопреобраэователей ; с различными динамическими свойствами в два последовательных момента времени 4, и 4 ₂ и определении нестационарной температуры по расчетной формуле, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния на результат измерения высокочастотных помех, дополнительно в моменты времени и t₂ определяют средние значения показаний термопреобразователей за фиксированный интервал времени, а температуру для первого момента времени определяют по формуле где (Ίή и ⁼ ' ^{соответ}ственно показания и средние значения показаний термопреобраэователей в два момента времени; d ратные значения коэффициентов про, порциональности' между выходными сигналами термопреобраэователей и температурой в установившемся режиме.

   I

   1182281 ²