SU909605A1

SU909605A1 - Device for measuring pressure fields in gas turbine engine

Info

Publication number: SU909605A1
Application number: SU802892141A
Authority: SU
Inventors: Валерий Эмануилович Штейнберг; Дмитрий Иванович Стружинский; Вячеслав Родионович Толокновский; Гумер Габбасович Хакимов; Борис Павлович Касич; Петр Николаевич Иванченко
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6378; Предприятие П/Я А-3803
Priority date: 1980-03-10
Filing date: 1980-03-10
Publication date: 1982-02-28

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам дл измерени давлений.The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for measuring pressure.

Известно устройство дл измерени полей давлени в газотурбинном двигателе , содержащее размещенные во вращающемс диффузоре приемник давлени и датчик угла поворота, а также последовательно вк.пюченные датчики давлени , подключенные к приемникам давлени ,ч-согласукхцие устройства . Коммутатор сигиглов датчиков давлени , врем -импульсный преобразователь , цифровой преобразователь и блок пам ти и, кроме того, блок управлени коммутатором, подключенный к коммутатору и блоку пам ти, пульт управлени , подключенный к блоку управлени коммутатором, схему управлени , подк.шоченну|с к- пульту управлени , врем -импульсному преобразователю и датчику угла поворота, счетчики номера серии измерени и значеии параметра, счетчик номера параметра, подключенный к блоку управлени коммутаторе, блок индикации и блоки информации и печати, подключенные к схеме управлени II.A device for measuring pressure fields in a gas turbine engine is known, comprising a pressure receiver and a rotation angle sensor disposed in a rotating diffuser, as well as successively connected pressure sensors connected to pressure receivers h-matching the device. Pressure sensor switch switch, time-pulse converter, digital converter and memory block and, in addition, switch control unit connected to the switch and memory block, control panel connected to the switch control unit, control circuit, connected a control panel, a time pulse converter and a rotation angle sensor, counters of a measurement series number and a parameter value, a counter of a parameter number connected to a switch control unit, a display unit and information blocks, and print connected to control circuit II.

Однако известное устройство не обеспечивает необходимой точностиHowever, the known device does not provide the necessary accuracy.

и быстродействи контрол полей давлени .and speed control of pressure fields.

Цель изобретени - повышение точ .ности н быстродействи The purpose of the invention is to improve accuracy and speed

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дополнительно содержит сдвигающий регистр, входы которого подключены к счетчика.м номера серии измерени и параметра The goal is achieved by the fact that the device additionally contains a shift register, the inputs of which are connected to a counter. The number of the measurement series and the parameter

10 и счетчику значени параметра, выходы - к блокам индикации, информации и печати, а управл ющий вход подключен к схеме управлени .10 and the parameter value counter, the outputs to the display, information and printing units, and the control input is connected to the control circuit.

Цифровой преобразователь содержит The digital converter contains

15 счетчик, сумматор импульсов, подключенный к счетному входу счетчика и выходу блока пам ти, и две группы вентилей, входы которых подключены к выходу счетчика и выходам блока 15 counter, pulse accumulator, connected to the counter count input and memory block output, and two groups of gates, whose inputs are connected to the counter output and block outputs

20 пам ти, причем выходы -первой группы вентилей подключены к суь«иатору импульсов , а выходы второй группы к счетчику значени параметра.20 memory, with the outputs of the first group of valves connected to the pulse generator, and the outputs of the second group to the parameter value counter.

Врем -импульсный преобразователь Time-pulse converter

25 дополнительно подключен к счетчику номера параметра.25 is additionally connected to the parameter number counter.

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows the block diagram of the device.

Устройство содержит размещенные The device contains hosted

30 во вращающемс диффузоре 1 приемники30 rotatable diffuser 1 receivers

2 давлени , подключенные к пневмомагистрсш м гибкими элементами 3, датчик 4 угла поворота, датчики 5 давлений, согласующие устройства 6, коммутатор 7 сигналов датчиков, врем -импульсный преобразователь 8, цифрбвой преобразователь 9, пульт 10 управлени , блок 11 управлени коммутатора , схему 12 управлени устройством , блок 13 пам ти, счетчик 14 номера серии, счетчик 15 номера параметра , счетчик 16 параметра, сдвигающий регистр 17,блок 18 индикации,бло la перфорации, блок 20 печати. Цифровой преобразователь 9 образован сумматором 21 импульсов, счетчиком 22, двум группами вентилей 23 и 24. Устройство содержит следующие функциональные шины: шину 25 запуска врем -импульсного преобразовател , шину 26 сигнала окончани интегрировани входного сигнала, шину 27 сигнала датчика угла поворота, шину 28 окончани регистрации, , 29-31 режимов автономные измерени , автоматические измерени и вывод на ЭВМ, шину 32 сдвига информации, шину 33 запуска блоков регистрации, коаксиальную шину 34 св зи с ЭВМ.2 pressure connected to pneumatic mastic flexible elements 3, rotation angle sensor 4, pressure sensors 5, matching devices 6, sensor signal switch 7, time-to-pulse converter 8, digital converter 9, control panel 10, switch control unit 11, circuit 12 device control, memory unit 13, batch number counter 14, parameter number counter 15, parameter counter 16, shift register 17, indication block 18, perforation block, print block 20. The digital converter 9 is formed by a pulse accumulator 21, a counter 22, two groups of gates 23 and 24. The device includes the following functional buses: start bus 25 time-pulse converter, input signal integration end bus 26, rotation angle sensor signal bus 27 registration, 29-31 autonomous measurement modes, automatic measurements and output to a computer, information shift bus 32, registration block launch bus 33, coaxial bus 34 communication with a computer.

Узлы устройства св заны следующим образом.Device nodes are connected as follows.

Входы датчиков 5 через согласующие устройства б подключены ко входам коммутатора 7, управл ющие входы которого подключены к выходам блока 11 управлени коммутатора. Выход коммутатора 7 соединен со входом врем импульсного преобразовател 8, пусковой вход которого через шину 25 св зан с одним из выходов cxevH 12 управлени , выход сигнала конца интегрировани врем -импульсного преобразовател 8 через шину 26 св зан с одним из входов схемл 12 управлени и со входом счетчиха 15 номера параметра, а выход подключен через вход цифрового преобразовател 9 к первому счетному входу счетчлка 22, выходами св занного с первыми входами вентилей 23 и 24, вторые входы которых подключены к выходам блока 13 пам ти, а выходы вентилей 23 и 24 соединены со вторым счетным входом сумматора 21 импульсов и с выходом преобразовател 9. Один из выходов блока 13 пам ти соединен со знаковым входом сумматора 21 импульсов, а входы подключены к выходам блока 11 управлени коммутатором, входы KOTOpojo св заны с шинами пульта 10 управлени и с выходс1ми счетчика 15 номера парс1метра .The inputs of the sensor 5 through the matching devices b are connected to the inputs of the switch 7, the control inputs of which are connected to the outputs of the switch control unit 11. The output of the switch 7 is connected to the input of the time of the pulse converter 8, the start input of which via the bus 25 is connected to one of the control outputs cxevH 12, the output of the signal of the end of integration of the time-to-pulse converter 8 through the bus 26 is connected to one of the inputs of the control circuit 12 and the input of the counter 15 is the parameter number, and the output is connected via the input of the digitizer 9 to the first counting input of the counter 22, the outputs connected to the first inputs of the gates 23 and 24, the second inputs of which are connected to the outputs of the memory block 13, and the outputs Filters 23 and 24 are connected to the second counting input of the adder 21 pulses and to the output of the converter 9. One of the outputs of the memory block 13 is connected to the sign input of the adder 21 pulses, and the inputs are connected to the outputs of the switch control block 11, the inputs of the KOTOpojo are connected to the console buses 10 controls and with the output of the counter 15 of the number of the meter.

Выход датчика 4 угла поворота через шину 27 св зан с одним из входов схемы 12 управлени и со входом счетчика 14 номера серии. Выход циф-рового преобразовател 9 соединенThe output of the rotation angle sensor 4 via the bus 27 is connected to one of the inputs of the control circuit 12 and to the input of the counter 14 of the series number. Digital converter 9 output connected

со входом счетчика 16 параметра. Выходы счетчиков 14-16 соединены со входами сдвигающего регистра 17, выходы которого подключены к приемным входам блоков 18-20 индикации, перфорации и печати. Вход сдвигающего регистра 17 соединен через шину 32 с одним из выходов схекы 12 управлени , а выход - с коаксиальной шиной 34 св зи с ЭВМ. Выходы готовности блоков 19 и 20 перфорации и печати через шину 28 св заны со входом схемл 12 управлени , один из выходов которой через шину 33 запуска блоков регистрации св зан с управл ющими входами последних.with the input of the counter 16 parameter. The outputs of the counters 14-16 are connected to the inputs of the shift register 17, the outputs of which are connected to the receiving inputs of the blocks 18-20 display, perforation and printing. The input of the shift register 17 is connected via the bus 32 to one of the outputs of the control terminal 12, and the output is connected to the coaxial bus 34 of communication with the computer. The readiness outputs of the perforation blocks 19 and 20 via the bus 28 are connected to the input of the control circuit 12, one of the outputs of which is connected to the control inputs of the latter via the launch bus 33 of the recording units.

Кроме того, вход одного из датчиков 5 давлени , например последнего , подключен к калибровочному задатчику давлени (не показан). выходы старших разр дов счетчика 22 соединены со входами блока 13 пам ти.In addition, the input of one of the pressure sensors 5, for example the latter, is connected to a pressure calibration setting device (not shown). the outputs of the higher bits of the counter 22 are connected to the inputs of the memory block 13.

Устройство в автоматическом режиме работает следук цим образом.The device automatically works in the following way.

Приемники 2 давлени разной высоты , установленные на вращающемс диффузоре 1, осуществл ют сканирование пол давлени за один оборот диффузора 1, который возвращаетс в исходное состо ние в течение следующего измерени . С помощью датчика 4 угла поворота осуществл етс подача команды на начало серии измерений , в течение которой осуществл етс опрос всех датчиков 5. Интервалы между сери ми завис т от технологических требований.The pressure receivers 2 of different heights, mounted on the rotating diffuser 1, scan the pressure field during one revolution of the diffuser 1, which returns to the initial state during the next measurement. Using the angle sensor 4, a command is issued to start a series of measurements, during which all sensors 5 are polled. The intervals between the series depend on the process requirements.

в автономном режиме начгшо серии измерений осуществл етс оператором по команде с пульта 10 управлени , как и вращение диффузора 1. in the autonomous mode, the start of a series of measurements is carried out by the operator upon a command from the control panel 10, as is the rotation of the diffuser 1.

Сери измерений с помощью предлагаемого устройства осуществл етс следующим образом.A series of measurements using the proposed device is carried out as follows.

По команде запуска врем -импульсного преобразовател 8, подаваемой по шине 25, осуществл етс интегрирование выходного напр жени первого датчика 5 давлени , после окончани которого вход врем -импульсного преобразовател S отключаетс от выхода коммутатора 7 и осуществл етс деинтегрирование напр жени от эталонного источника напр жени . Сигнал об окончании времени интегрировани через шину 26 поступает на вход cxe№J 12 управлени и на вход счетчика 15 номера параметра, подготавлива устройство к регистрации результатов измерени сигнеша первого датчика 5, а также переключа коммутатор 7 на следующий датчик 5 давлени .At the start command of the time-pulse converter 8 supplied via bus 25, the output voltage of the first pressure sensor 5 is integrated, after which the time-pulse converter S input is disconnected from the switch 7 output and the voltage source is deintegrated . The signal about the end of the integration time through the bus 26 is fed to the input cxe№J 12 of the control and to the input of the counter 15 of the parameter number, preparing the device for recording the measurement results of the first sensor 5, as well as switching the switch 7 to the next pressure sensor 5.

Переключение на следующий датчик осуществл етс не по окончании общего цикла врем -импульсного преобразовател 8, как в известных устройствах , а раньше, чем достигаетс некоторый выигрыш во времени, который становитс весьма существенным к концу серии измерений и, аам боле к концу сканировани пол давлений За счет более раннего переключени на следующий датчик 5 происхо дит более полное установление переходных процессов в цел х коммутатор 7 и врем -импульсного преобразовате л 8. По окончании полного цикла преобразовани иа вход цифрового преобразсвател 9 поступает число импульсов , соответствующее выходному напр жению датчика 5, а на вход сче чика 16 - откорректированное и отмасштабированное число импульсов, равное измер емому давлению. После этого по шине 33 осуществл етс пуск блоков 19 и 20 регистр ции, осуществл ющих регистрацию в очередном кадре номера серии, номер парг1метра и значени параметра. Одновременно осуществл етс очередной запуск врем -импульсного преобразовател 8, а при поступлении по шине 28 сигнала готовности блоков 19 и 20 регистрации устройство осуществл ет следующий цикл регистрации измерени . В предлагаемом устройстве коррекци нелинейности и масштабирование результатов измерени осуществл етс одновременно и в одном устройстве - цифровом преобразователе 9 следующим образом. В течение цикл измерени одного датчика код числа на управл ющих входах вентилей 23 фиксируетс неизменным, как и сигна на знаковом входе сумматора 21 импульсов , который Зависит от типа датчика и его диапазона« В предлагаемом устройстве cyiyB aTOp 21 импульсов фиксируетс в режиме сложени (при смене датчиков 5 возможен и режим вычитани ), в результате чего число импульсов, поступающее на вход счетчика 22 равно Nil И, (1) где N - число имп/льсов на входе преобразовател 9; - число импульсов на выходе вентилей 23. С учетом того, что где К. - кдд масштабировани на вхо дах вентилей 23, Kjri NBX + N ( 22. Откуда 21 бХ ( 2 И - т.е. масштабирование осуществл етс с дробными коэффициентами, определ емыми разбросом характеристик дат чиков. Нелинейности отдельных характеристик корректируютс при поступлении кодов с выходов старших разр дов счетчика 22 на вторые входы блока 13 пам ти., в результате чего на управл ющие входы вентилей 24 подаютс коды угловых коэффициентов отдельных звеньев корректирующей функции, а с выходов вентилей 24 поступает число импульсов, равное . Л 2 К, : 2 - KJ 2 ВХ ВХ 2 - К г и пропорциональное измер емому параметру. Цикл измерени в устройстве осуществл етс следующим образом. По достижении вращающимс диффузором заданного углового положени , при котором предусмотрено сканирование пол давлений в радиальном направлении , с выхода датчика 4 угла по шине 27 поступает сигнал, в результате чего в счетчике 14 формируетс номер очередной серии измерений, а схема 12 управлени выдает сигналпо шине 25 на запуск врем -импульсного преобразовател 8. По окончании времени интегрировани сигнала датчика по шине с выхода узла поступает сигнал, в результате чего в счетчике 15 фиксируетс код номера измер емого параметра (номер датчика), что приводит к переключению коммутатора 7 на следующий датчик, а также в схеме 12 управлени осуществл етс формирование команды, котора подаетс по окончании второго такта работы преобразовател 9 и накоплении цифрового кода измер емого параметра в счетчике 16, на шине 33, благодар чему в блоках 19 и 20 осуществл етс регистраци информации с регистра 17, по окончании которой сигнал окончани регистрации по шине 28 подаетс на схему 12 управлени . После чего повтор етс описанный цикл измерени второго и далее датчиков. В течение одной серии измерений осущест Езл етс опрос всех датчиков 5. При кзобходимости предлагаемое устройство реализует режим вывода информации на ЭВМ, дл чего после окончани измерени на шкну 32 подаютс сдвиговые импульсы, число которых равно числу разр дов регистра 17, в результате чего с выхода регистра 17 информаци поступает на ину 34 последовательным кодом. Таким образом, устройство позво ет повысить точность и быстродействие за счет введени линеаризатора, овмещающего функции масштабировани коррекции, а также за счет провеени подготовительных операций посе цикла интегрировани врем -импульного преобразовател .Switching to the next sensor is not done at the end of the common cycle of the time-pulse converter 8, as in known devices, but earlier than some gain in time is achieved, which becomes quite significant by the end of a series of measurements and, finally, by the end of the pressure field scan. by switching to the next sensor 5 earlier, the transitions are more fully established for the purpose of switch 7 and the time-pulse converter 8. At the end of the full conversion cycle, the input of digits Vågå preobrazsvatel 9 receives a number of pulses corresponding to the output voltage of the sensor 5, and the input sche snip 16 - the scaled and corrected number of pulses, equal pressure was measured emomu. After that, bus 33 is used to start registration blocks 19 and 20, registering in the next frame the serial number, parameter number and parameter value. At the same time, the time-impulse converter 8 is started up again, and when the readiness signal of the registration blocks 19 and 20 arrives on the bus 28, the device performs the next measurement registration cycle. In the proposed device, the correction of nonlinearity and scaling of the measurement results is carried out simultaneously and in one device - digital converter 9 as follows. During the measurement cycle of a single sensor, the code of the number on the control inputs of the valves 23 is fixed unchanged, as is the signal at the sign input of the pulse accumulator 21, which depends on the sensor type and its range. In the proposed device, cyiyB aTOp 21 pulses are fixed in the add mode (when changing sensors 5, the subtraction mode is also possible), as a result of which the number of pulses fed to the input of counter 22 is Nil AND, (1) where N is the number of pulses at the input of converter 9; - the number of pulses at the output of the gates 23. Taking into account that where K. is the cdd scaling at the inputs of the gates 23, Kjri NBX + N (22. From 21 bX (2 I - i.e. the scaling is done with fractional coefficients, The nonlinearity of individual characteristics is corrected when the codes from the outputs of the higher bits of counter 22 are received at the second inputs of memory 13, as a result of which the control inputs of the gates 24 are fed to the corrective function links and vent outputs The number of pulses, equal to L 2 K,: 2 - KJ 2 BX BX 2 - K g and proportional to the parameter being measured, is supplied to the meter 24. The measurement cycle in the device is performed as follows: When the rotating diffuser reaches the specified angular position at which scanning is provided the pressure field in the radial direction, a signal is received from the output of the angle sensor 4 via the bus 27, as a result of which the number of the next measurement series is generated in the counter 14, and the control circuit 12 outputs the signal of the bus 25 to start the time-pulse converter 8. On ok When the sensor signal is integrated, the signal from the node output enters the signal, as a result of which the counter of the measured parameter number (sensor number) is fixed in the counter 15, which causes the switch 7 to switch to the next sensor, as well as the control circuit 12 which is supplied at the end of the second cycle of the converter 9 and the accumulation of the digital code of the measured parameter in the counter 16, on the bus 33, so that in blocks 19 and 20 the information from the register 17 is recorded, ok nchanii which registration completion signal on bus 28 is supplied to the control circuit 12. Then the described cycle of measuring the second and further sensors is repeated. During one measurement series, all sensors 5 are polled. If necessary, the proposed device implements a mode of displaying information on a computer, for which, after the measurement is completed, shear pulses are applied to pin 32, the number of which is equal to the number of register bits 17, resulting in Register 17 information is received on Inu 34 by a sequential code. Thus, the device allows to increase the accuracy and speed by introducing a linearizer that offset the scaling functions of the correction, as well as by carrying out preparatory operations after the integration cycle of the time-impulse converter.

Claims

Claim

1. A device for measuring pressure fields in a gas turbine engine, comprising a pressure receiver and a rotation angle sensor located in a rotating diffuser, as well as series-connected pressure sensors connected to pressure receivers, matching devices, a switch for pressure sensor signals, a time-pulse converter, and a digital converter and a memory unit and, in addition, a control unit connected to the switch and the memory unit, a control panel connected to the switch control unit, a control circuit I, connected to the control panel, time-pulse converter and rotation angle sensor, measurement series number and parameter value counters, parameter number counter connected to the switch control unit, indication unit and information and print units connected to the control circuit, characterized in that, in order to maintain accuracy and speed, it additionally contains a shift register, the inputs of which are connected to the counters of the measurement series number and the parameter and the counter of the parameter value, the outputs to the indicator blocks . information, and printing, and the control input ^{3 is} connected to the control circuit.

2. The device according to π, 1, characterized in that the digital converter contains a counter, a pulse adder connected to the counter input of the counter and the output of the memory unit, and two groups of valves whose inputs are connected to the output of the counter and the outputs of the memory unit, 1S with the outputs of the first the groups of gates are connected to the pulse adder, and the outputs of the second group are connected to the counter of the parameter value.

3. The device according to p. 1, about t l and -

20 that the time-pulse converter is additionally connected to the counter of the parameter number.