SU1242726A1 - Device for measuring temperature - Google Patents

Device for measuring temperature Download PDF

Info

Publication number
SU1242726A1
SU1242726A1 SU843775871A SU3775871A SU1242726A1 SU 1242726 A1 SU1242726 A1 SU 1242726A1 SU 843775871 A SU843775871 A SU 843775871A SU 3775871 A SU3775871 A SU 3775871A SU 1242726 A1 SU1242726 A1 SU 1242726A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
filter
temperature
pass filter
Prior art date
Application number
SU843775871A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Матвеевич Гусев
Василий Афанасьевич Семеран
Марат Карамович Гизатулин
Игорь Михайлович Макухо
Original Assignee
Уфимский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уфимский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе filed Critical Уфимский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority to SU843775871A priority Critical patent/SU1242726A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1242726A1 publication Critical patent/SU1242726A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к термометрии и может использоватьс  в системах автоматического контрол  и регулировани  температуры газового потока газотурбинного двигател . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  путем устранени  погрешности, обусловленной временным запаздыванием переключени  перестраиваемого фильтра нижних частот с одного температурного режима работы на другой. Устройство снабжено вторым фильтром, датчиком 9 давлени , третьим дифференцирующим усилителем, св занными друг с другом и с другими бло- . ками устройства определенным образом . 2 ил. с (С to Is:) ISD О)The invention relates to thermometry and can be used in systems for automatically controlling and regulating the gas flow temperature of a gas turbine engine. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating the error caused by the time delay of switching the tunable low-pass filter from one temperature mode of operation to another. The device is equipped with a second filter, a pressure sensor 9, a third differentiating amplifier, connected with each other and with other blocks. kami device in a certain way. 2 Il. with (From to Is :) ISD O)

Description

1.one.

Изобретение относитс  к термометрии и может быть использовано дл  измерени  температур, например, в системах автоматического контрол  и регулировани  температуры газового потока газотурбинного двигател  (ГТД)The invention relates to thermometry and can be used to measure temperatures, for example, in systems for automatically controlling and regulating the temperature of a gas stream of a gas turbine engine (GTE).

Цель изобретени  повышение точ ности измерени  температуры путем устранени  погрешности, обусловленной временнь1м запаздыванием переключени  перестраиваемого (|«льтра нижних частот с одного температурного режима работы на другой вследствие того, что сигнал управлени  этим фильтром формируетс  с временной задержкой, св занной с инерционностью фильтра.The purpose of the invention is to improve the accuracy of temperature measurement by eliminating the error caused by the time delay of switching the tunable (| "low frequency from one temperature mode to another because the control signal of this filter is generated with a time delay due to the inertia of the filter.

На фиг. 1 показана функциональна  схема устройства; на фиг. 2 - пример реализации перестраиваемого фильтра нижних частот.FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 shows an example implementation of a tunable low pass filter.

Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные термопреоб- разователь 1, усилитель 2, перестраиваемый фильтр 3 нижних частот, первый и второй дифференцирующие усилители 4 и 5, блоки 6 делени  и 7 умножени , сумматор 8, последовательно включенный датчик 9 давлени , второй фильтр 10, третий дифференцирующий усилитель 1 1 , пороговую схему 12 элемент 13 задержки и схему И 14, причем выход усилител  2 соединен с входом перестраиваемого фильтра 3 нижних частот и с первым входом сум- матора 8, выход которого св зан с выходом устройства, а второй вход - с выходом блока 7 умножени , выход первого дифференцирующего усилител  4 соединен с первым входом блоков 7 умножени  и 6 делени .The device (Fig. 1) contains thermal converter 1 connected in series, amplifier 2, tunable low pass filter 3, first and second differentiating amplifiers 4 and 5, division blocks 6 and multiplication 7, adder 8, pressure sensor 9 in series, second filter 10, the third differentiating amplifier 1 1, the threshold circuit 12, the delay element 13 and the circuit 14, the output of the amplifier 2 being connected to the input of the tunable low-pass filter 3 and to the first input of the sum 8, the output of which is connected to the output of the device, and the second at od - with the output of the multiplier 7, the output of the first differentiating amplifier 4 is connected to a first input of multiplier blocks 7 and 6 divide.

При работе ГТД возможны два режима изменени  температуры его газового потока: режим медленного изменени  температуры (например,, установившийс  режим), когда скорость изменени  температуры Т газового потокаDuring the operation of the CCD, there are two possible modes for changing the temperature of its gas flow: a mode of slow temperature change (for example, a steady state), when the rate of change of temperature T of the gas flow

аТр dtdat dt

l-n n g,--4 0,1-0,2} 2 - мс|кс  ln n g, - 4 0.1-0.2} 2 - ms | ks

и переходной режим, дл  которого характерно быстрое изменение температуры газового потока (например, .в ре,- . жиме разгона или дросселировани  ГТД), когдаand a transitional regime, which is characterized by a rapid change in the temperature of the gas stream (e.g., re, -. acceleration or throttling pressure of the gas turbine engine), when

§C(0,,2)(),,,,. (2)§C (0,, 2) () ,,,,. (2)

427262427262

Устройство работает следующим образом ,The device works as follows

При скачкообразном изменении темг пературы контролируемого объекта на , выходе термодатчика ,  вл ющегос  инерционным звеном первого пор дка, по истечении времени Т по вл етс  сигнал /With a jump-like change in the temperature of the object being monitored, at the output of the temperature sensor, which is the first-order inertial element, after the time T has elapsed, the signal /

Е,-1 То + йТ(1-е ), (3) () где Е - выходной сигнал термопреобраэовател  1;E, -1 Then + yT (1-е), (3) () where Е is the output signal of the thermal converter 1;

TO - начальное значение температуры;TO is the initial temperature value;

К. - коэфс ициент передачи термо- .5 преобразовател ;K. - coefficient of transfer of thermo- .5 converter;

дТ - скачок температуры; ТГ посто нна  времени термопреоб 1азовател . Напр жен.ие с выхода усилител  2 20 поступает на первый вход сумматора 8dT is the temperature jump; TG is a time constant of the 1azovm termovatel. The voltage from the output of the amplifier 2 20 is fed to the first input of the adder 8

и вход перестраиваемого фильтра 3 /нижних частот (ПФНЧ). Применение в устройстве фильтра 3 обуславливаетс  -наличием двух режимов из- 25 менени  температуры. Подавление помех тем эффективнее, чем выше пор док используемого фильтра, т.е. чем выше пор док многочлена в выражении дл  передаточной функ- 3:0 ции К (р) фильтра 3, котора  может быть представлена в виде:and the input of the tunable filter 3 / low frequency (PFNCH). The use of filter 3 in the device is caused by the presence of two modes of temperature variation. Interference suppression is more effective the higher the order of the filter used, i.e. the higher is the order of the polynomial in the expression for the transfer function of the 3: 0 function K (p) of filter 3, which can be represented as:

к(р) -5 +ъГр :: +ъ р;ъ; k (p) -5 + gP :: + p; s;

где N - номинальный коэффициент пере- 5 дачи фильтра в полосе про-.where N is the nominal transfer coefficient of the filter in the 5 band -.

пускани ;start-up;

п - пор док фильтра; р - комплексна  переменна ; б1|...., коэффициент многочлена.n is the order of the filter; p - complex variable; b1 | ...., the coefficient of a polynomial.

О Однако филътр высокого пор дка вносит большое запаздьгоание (динамическую ошибку) при быстромен ющихс  процессах, что, в частности, отрицательно сказываетс  на качестве прот O However, a high-order filter introduces a large delay (dynamic error) during fast-changing processes, which, in particular, adversely affects the quality of the process.

S цессов регулировани  температуры газового потока в системах автоматического регулировани  ГТД. Поэтому . в режиме быстрого изменени  темпе иату- ры ПФНЧ 3 представл ет собой фильтр S Tsesov regulate the temperature of the gas stream in the systems of automatic control of the CCD. Therefore . In the fast tempo change mode, the PFLS 3 is a filter.

50 низкого пор дка, внос щий наименьщее запаздывание в сигнал термодатчика 1. В режиме сравнительно медленного изменени  температуры, когда динамичес- ка  ошибка, обусловленна  запазды55 ваниём., вносимым фильтром, мала по сравнению с ошибкой, обусловленной вли нием помех, ПФНЧ 3 представл ет собой (фильтр высокого пор дка. Дл 50 low-order, making the shortest delay in the signal of the thermal sensor 1. In the mode of relatively slow temperature change, when the dynamic error caused by the delay 55 by the filter is small compared to the error caused by the interference, the TFEL 3 represents by itself (high-order filter. For

1515

2020

3124272631242726

эффективного подавлени  помех ПФНЧ 3 должен отвечать следующим требовани м . При быстром изменении температуры его пор док должен быть минимальным (первого-второго пор дка), чтобы 5 не вносились большие фазовые и амплитудные искажени  в полезный сигнал, а при медленном изменении температуры - третьего-четвертого пор дка, что повьшает эффективность подавлени  10 помех (дальнейшее повьпление пор дка фильтра 3 приведет к существенным искажени м полезного сигнала).effective suppression of PFNC 3 should meet the following requirements. With a rapid temperature change, its order must be minimal (first-second order) so that 5 does not introduce large phase and amplitude distortions into the useful signal, and with a slow change in temperature, third-fourth order, which increases the suppression efficiency of 10 interferences ( further filtering order 3 will result in significant distortion of the desired signal).

ПФНЧ 3 состоит (фиг, 2) из первого фильтра 15 нижних частот, второго фильтра 16 нижних частот и двух- позиционного переключател  17.PFNC 3 consists (FIG. 2) of the first low-pass filter 15, the second low-pass filter 16 and the two-position switch 17.

Фильтры 15 и 16 нижних частотFilters 15 and 16 low frequencies

могут быть выполнены на основе операционных усилителей по стандартньм схемам и должны быть первого-второго пор дка.can be made on the basis of operational amplifiers according to standard schemes and should be of the first or second order.

. Формирование сигнала управлени  переключением ПФНЧ 3 осуществл етс  цепью, состо щей из следующих элементов: датчика 9 давлени , второго фильтра 10, третьего дифференцирующего усилител  11, пороговой схемы 12, элемента 13 задержки и схемы Н 14. Давление и температура в одном сечении ГТД измен ютс  одновременно . При этом посто нна  времени датчика 9 давлени  на пор док еньше посто нной времени термодатика 1. Кроме того, в отличие от последней , посто нна  времени датчика давлени  не зависит от изменени . The formation of the switching control signal of the PFNC 3 is carried out by a circuit consisting of the following elements: pressure sensor 9, second filter 10, third differentiating amplifier 11, threshold circuit 12, delay element 13, and H circuit. 14. Pressure and temperature in one section of the CCD change at the same time. At the same time, the time constant of the pressure sensor 9 is in the order of time the thermo sensor 1 constant. Moreover, unlike the latter, the time constant of the pressure sensor does not depend on the change

параметров газовоЬо потока.gas flow parameters.

Поэтому, в предлагаемом устройстве управление ПФНЧ 3 осуществл етс  не сигналом, пропорциональным, ско- рости изменени  температуры, а сигналом пропорциональным скорости . ПРИTherefore, in the proposed device, the PFLS 3 control is performed not by a signal proportional to the rate of change of temperature, but by a signal proportional to speed. At

2525

30.thirty.

3535

4040

менени  давлени , т.е.pressure changes, i.e.

ЫS

пер ни  изм рек нию ки тер ров жим на к с мех ПФН темPerform measurement of a pressurizer press on a c mess PFN

час дл  при давhour long

давgiving

ско вых уси гов ла щег UQ схе ( 1) фор рес час пор вых уси пор НИИ вой клю низthe first UQ schematics (1) for res time

пол импу в си рекл пер в пр длит дел заде повы форс реклhalf impu in si recl per pr prdlit cases behind the front force ad

4545

этом достигаетс  повьшгение точности измерени  температуры, так как устран етс  существовавша  при управлении ПФНЧ 3 по сигналу, пропорциональному скорости изменени  температуры, погрешность. Эта погрешность обуслов-50 лена временным запаздьшанием-переключени  ПФНЧ 3 с одного температурного режима работы на другой вследствие того, что сигнал управлени  фильтром 3 (пропорциональный скорости из- 55 менени  температуры) формируетс  с временной задержки, св занной с инерционностью фильтра-3. В моментThis achieves an increase in the accuracy of temperature measurement, since the error existing at the control of the PFNS 3 is eliminated by a signal proportional to the rate of temperature change. This error is due to the time delay of switching PFNC 3 from one temperature to another due to the fact that the filter control signal 3 (proportional to the rate of change of temperature) is formed with a time delay due to the inertia of the filter-3. In the moment

5five

00

5 0 50

перехода с режима медленного измене- ни  температуры на режим ее быстрого изменени  временное запаздывание переключени  ПФНЧ 3 приводит к внесению дополнительной динамической ошибки (запаздывани х в последний сигнал термодатчика 1 к канале дифференцировани ), и в момент перехода с режима быстрого изменени  температуры на режим ее медленного изменени  - к снижению качества подавлени  помех фильтром 3 (так как пор док ПФНЧ 3 ниже требуемого дл  данного температурного режима).the transition from the mode of slow temperature change to the mode of its quick change, the time delay of switching of the PFNC 3 leads to the introduction of additional dynamic error (delays in the last signal of the thermal sensor 1 to the differentiation channel), and at the moment of transition from the mode of fast temperature change to its slow changes - to a decrease in the quality of noise suppression by filter 3 (since the order of PFNC 3 is lower than that required for a given temperature mode).

Второй фильтр 10 (фильтр нижних частот стандартной структуры) служит дл  подавлени  высокочастотных помех, присутствующих в сигнале датчика 9 давлени . Информаци  о производнойThe second filter 10 (low-pass filter of the standard structure) serves to suppress high-frequency noise present in the signal of the pressure sensor 9. Derivative Information

:. ЪР ,:. LR

давлени  по времени --- (т.е. и оtime pressure --- (i.e., and

DtDT

2525

0.0

5five

00

5five

0 5 0 5

скорости изменени  температуры) с выхода третьего дифференцирующего усилител  11 поступает на вход пороговой схемы 12. Если величина сигнала на выходе третьего дифференцирующего усилител  11 меньше величины UQ порога срабатьгоани  пороговой схемы 12, т.е. выполн етс  условие (1) то на выходе пороговой схемы формируетс  сигнал переключени  перестраиваемого фильтра 3 нижних частот в состо ние фильтра высокого пор дка. При достижении сигналом с выхода третьего дифференцирукнцего усилител  11 порога срабатьшани  U пороговой схемы, т.е. при выполне- . НИИ услови  (2), на выходе пороговой схемы формируетс  сигнал переключени  ПФНЧ 3 в состо ние фильтра низкого пор дка .Элемент задержки и схема И используютс  дл  устранени  вли ни  ,. импульсных кратковременных помех в сигнале датчика давлени  при переключение ПФНЧ 3, т.е. управление переключением ПФНЧ 3 осуществл етс  в предлагаемом устройстве сигналами, длительность которых превьщ1ает определенную величину (равную временной задержке элемента 13 задержк. Это повышает помехозащищенность канала форсировани  сигнала управлени  переключением ПФНЧ 3.the rate of change of temperature) from the output of the third differentiating amplifier 11 is fed to the input of the threshold circuit 12. If the signal value at the output of the third differential amplifier 11 is less than the UQ value of the trigger threshold of the threshold circuit 12, i.e. condition (1) is satisfied; then, at the output of the threshold circuit, a switching signal of the tunable low pass filter 3 to the high order filter state is generated. When the signal from the output of the third differential amplifier 11 threshold srabatshan U threshold scheme, i.e. when done-. The SRI of condition (2), at the output of the threshold circuit, a PFNC 3 switch signal is generated in the low-order filter state. The delay element and the circuit AND are used to eliminate the effect,. pulsed short-term noise in the signal of the pressure sensor when switching PFNC 3, i.e. PFNC 3 switching control is carried out in the proposed device by signals whose duration exceeds a certain amount (equal to the time delay of delay element 13. This increases the noise immunity of the forcing channel of the PFNC 3 switching control signal.

Сигнал с выхода ПФНЧ 3 поступает на вход первого дифференцирующего усилител  4..Выходной сигнал дифференцирующего усилител  А в блоке 9The signal from the output PFNCH 3 is fed to the input of the first differentiating amplifier 4.. The output signal of the differentiating amplifier A in block 9

делени  делитс  на выходной сигнал второго дифференцирующего усилител  5, в результате чего, на выходе блока 6 формируетс  сигнал, пропор- циональный досто нной времени f тер- модатчика 1,В блоке 7 умножени  сигналы с выхода блока 6 делений и первого дифференцирующего усилител  4 церемножаютс , а резуШ)Тирующий сигнал поступает на второй вход сум - матора 8 с противодоложным знаком. При этом на выходе сумматора 8 формируетс  сигнал, в котором отсутствует динамическа  ошибка, обусловленна  инерционностью термодатчика, т;е. выходной сигнал устройства пропорционален величине (То+ЛТ).division is divided by the output signal of the second differentiating amplifier 5; as a result, the output of block 6 generates a signal proportional to the time f of the thermostat 1, In multiplication unit 7, the signals from the output of division 6 and the first differentiating amplifier 4 are multiplied a) The tiring signal is fed to the second input of the summator 8 with the opposite positive sign. In this case, a signal is generated at the output of the adder 8, in which there is no dynamic error due to the inertia of the temperature sensor, t; e. the output signal of the device is proportional to the magnitude (To + LT).

Термопреобразователь 1 , дат-чик 9 давлени , дифференцирующие усилите-, ли 4, 5 и И, сумматор 8, блок 7 умножени  и блок 6 делени , второй фильтр 10  вл ютс  стандартными блоками . Порогова  схема и элемент задержки могут быть выполнены по любым схемам.Thermal converter 1, pressure sensor 9, differentiating amplifiers, 4, 5, and AND, adder 8, multiplication unit 7, and division block 6, the second filter 10 are standard blocks. The threshold circuit and the delay element can be performed by any schemes.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени : температуры , содержащее последовательно включенные термопреобразователь и усили вель, выход которого соединенA device for measuring: temperature, containing a thermal transducer in series and an amplifier whose output is connected . s . s 00 5five 00 С входом перестраиваемого фильтра нижних частот и первым входом сумма- тора, выход которого  вл етс  выходом устройства,, а второй вход соединен с .выходом блока умножени , входы которого -соединены соответственно с выходом и первым входом блока делени  , первый дис)ференцнру1оши;й усилитель , вход которого соединен с выходом перестраиваемого фильтра нижних частот, а выход подключен к первому входу блока делени  и через второй дифференцирующий уси.итель соединен с вторым входом блока деле- йи , пороговую схему, о. т л и ч а ю- щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  путем устранени  погрешности, обусловленной временным запаздыванием переключени  перестраиваемого фильтра нижних частот с одного температурного, режима работы на другой, в него введены последовательно включенные датчик д,авлени , второй фильтр, третий дифференцирующий усилитель, вьгход которого соединен о входом пороговой схемы, элемент задержки и схема И, выход которой соединен с управл ю- lipiM входом перестраиваемого фильтра нижних частот, первый вход - с выходом элеы:ента задержки, а второй вход-- с входом элемента задержки и выходом пороговой схемы.With the input of a tunable low-pass filter and the first input of the adder, the output of which is the output of the device, and the second input is connected to the output of the multiplication unit, the inputs of which are connected respectively to the output and the first input of the dividing unit; an amplifier whose input is connected to the output of a tunable low-pass filter, and the output is connected to the first input of the divider and connected via the second differential circuit to the second input of the delta block, the threshold circuit, o. in order to improve the measurement accuracy by eliminating the error caused by the time delay of switching the tunable low-pass filter from one temperature mode to another, sequentially connected sensors are inputted into it the second filter, the third differentiating amplifier, whose input is connected to the input of the threshold circuit, the delay element and the circuit AND whose output is connected to the control of the tunable low-pass filter input, the first input to the output of the elea: coagulant delay and the second delay vhod-- to the input element and the output of the threshold circuit. Фиг. 2FIG. 2
SU843775871A 1984-07-25 1984-07-25 Device for measuring temperature SU1242726A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843775871A SU1242726A1 (en) 1984-07-25 1984-07-25 Device for measuring temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843775871A SU1242726A1 (en) 1984-07-25 1984-07-25 Device for measuring temperature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1242726A1 true SU1242726A1 (en) 1986-07-07

Family

ID=21132796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843775871A SU1242726A1 (en) 1984-07-25 1984-07-25 Device for measuring temperature

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1242726A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7127936B2 (en) 2003-03-26 2006-10-31 Maquet Critical Care Ab Acoustic analysis of gas mixtures

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 773454, кл. G 01 К 7/14 Авторское свидетельство СССР №1136033, кл. G 01 К 13/02, 1983. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7127936B2 (en) 2003-03-26 2006-10-31 Maquet Critical Care Ab Acoustic analysis of gas mixtures
EP1464957A3 (en) * 2003-03-26 2010-11-17 Maquet Critical Care AB Acoustic analysis of gas mixtures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1242726A1 (en) Device for measuring temperature
US4582034A (en) Ignition timing control device for internal combustion engines
US4035734A (en) Noise suppression in measuring signals
US4385362A (en) Filter arrangement for elimination of unwanted bias in a model reference process control system
SU1136033A1 (en) Device for measuring temperature
US6169446B1 (en) Time constant calibration device
JPH01311709A (en) Automatic gain control circuit
JPS60114723A (en) Measuring apparatus
SU1076870A1 (en) Pseudo=linear correcting device for control systems
FI89318C (en) Method for filtering speed feedback signal
EP1490872B1 (en) Filter control for varying data rate communication channels
SU1185119A1 (en) Device for measuring temperature
SU1580333A1 (en) Temperature regulator
WO1994019754A1 (en) Method for adjusting an adaptive exponential filter
GB1573622A (en) Apparatus including electrical filters
SU886030A1 (en) Device for signal adaptive time-sampling
SU1332368A1 (en) Device for reproducing the digital information from a magnetic medium
SU1406721A1 (en) Amplifier
SU729549A1 (en) Method of determining regulator discreteness period
JPH01241912A (en) Stabilizing circuit for iir type digital filter
SU1095083A1 (en) Device for measuring average power of signals in communication system channels and circuits
JPH0690124A (en) Automatic gain controller
SU767525A1 (en) Thermal flow meter
SU1023345A1 (en) Averaging device
SU1084722A1 (en) Device for suppressing self-excited oscillations in senrvo system