Устройство для измерения скорости изменения давления

 

Изобретение относится к области измерительной техники, может быть использовано для контроля работы компрессоров в газотурбинных установках и позволяет повысить точность измерения скорости изменения давления путем уменьшения методической погрешности пьезоэлектрического дифференциатора. Для этого сигнал, снимаемый с дифференциатора 1, после усиления усилителем 2 вторично дифференцируют при помощи второго дифференциатора 3, умножают при помощи умножителя 4 на масштабный коэффициент &Tgr; = RC(R и C - параметры пьезодифференциатора 1) и суммируют с сигналом, полученным после усиления. 2 п.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зппп G 01 1 9/08

ГОСУДАРСТВЕННОЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я

М

0м (21) 474382/10 (22) 07,08,89 (46) 30,08.91. Бюл. Я 32 (71) Всесоюзный научно-иследовательский институт энергетического машиностроения (72) А.В.Сударев, И.К.Шитов и Б,О.Ирашин (53).531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 5744649, кл. G 01 1 9/08,1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники, может быть использовано для контроля работы компрессоров в

Газотурбинных установках и позволяет

„„5U«> 1673896 А1

1 повысить точность измерения скорости изменения давления путем уменьшения методической погрешности пьезоэлектрического дифференциатора. Для этого сигнал, снимаемый с дифференциатора

1, после усиления усилителем 2 вторично дифференцируют при помощи второго дифференциатора 3, умножают при помощи умножителя 4 HB масштабный коэффициэнт т = RC(R и С - параметры пьезодифференциатора 1) и суммируют с сигналом, полученным после усиления,2 ил, 1б73896

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к средствам и методам измерения скорости изменения давления, и может быть использовано для автоматизации и контроля режима работы энергетических установок.

Целью изобретения является повышение точности измерения скорости изменения давления путем уМеньшения погрешности дифференцирования.

На фиг. I изображена схема устройства; на фиг. 2 - графики, иллюстрирующие результат дифференцирования (на фиг,2аэпюра давления, изменяющегося по линейному закону, на фиг. 26 - скорость изменения давления, измеренная с помощью

CR = цепочки, на фиг. 2в - скорость изменения давления, полученная с помощью данного технического решения).

Устройство содержит пьезоэлектрический дифференциатор давления с резистором R, электронный усилитель 2, операционный дифференцирующий усилитель 3. масштабный умножитель 4 и сумматор 5.

Устройство работает следующим образом.

Пьезоэлектрический преобразователь вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный измеряемому давлению, который дифференцируется в резисторе R, Затем сигнал усиливается в усилителе 2, подается на операционный дифферецирующий усилитель 3 и на один из входов сумматора 5, С выхода дифференцирующего усилителя 3 поступает на умножитель 4, который осуществляет линейное преобразование сигнала в масштабе постоянной времени CR. Затем сигналы с выходов усилителя 2 и умножителя 4 суммируются в сумматоре 5 и подаются на регис1ратор. Анализ эпюр давления (фиг. 2 ) показывает, что при дифференцировании с помощью CR цепочки сигнал на выходе дифференциатора содержит методическу)о погрешность, которая имеет максимальну)о величину в момент нарастания эпюры давления.

При дефференцировании с помощью резистора Р, включенного в цепь пьезоэлектрического лиФференциаторв с собственной емкостью С диффаренциатора D (t) пропорционален скорости изменения сигнала D (t) давления, т.е.

O(t) = CR (-) . (1)

Однако, фактически выходное напряжение Uz(t) отличается от D (t) и может быть определено с помощью интеграла

Дюамеля, т

U2(t) = Q(t) д(0) + f U q(r ) à (t — г )d t;, о (2) Гяс гдеа()=! е есть переходная характеристика дифференцирующей CR цепочки.

Тогда, абсолютная погрешность hLb (t) дифференцирования с помощью CR цепочки есть разность между точным значением дифференциала 0 () и напряжением

U2 (t). т.е.

Л 02 (t) = 0 (t) - 02 (t). (3)

Подставляя в выражение (2) значение переходной характеристики а (с), получим е áÑR т

Ltt(t) = L)t(t) — — 4 — f Ltt(t ) е () d t.

20 (4)

Продифференцируем полученное выражение (4) по времени t и с целью сохранения единиц размерности умножим его на постоянную времени равную CR:

„айаг((} с 40 ()} () е с" т -T

/ Ut(t )е d t). (5)

О

30 Выражение (5) есть

CR — ф = D(t) — Lh(t), (6)

Следовательно, для обеспечения точного дифференцирования сигнала 01 (1) с

35 помощью RC цепочки необходимо напряжение 02 (t) суммировать с его дифференциалом в масштабе CR. т,е.

o(t) = Lb(t) + CR 4;(- }, (t)

40 Введение новых элементов (второго дифференциатора 3, эквивалентного первому, умножителя 4 и сумматора 5) позволяет повысить точность измерения, 45 Формула изобретен ия

Устройство для измерения скорости изменения давления, содержащее пьезоэлектрический датчик давления, 50 подключенный через первый резистивно— емкостной дифферециатор к усилителю, о т лича ющееся тем, чтосцельюповышения точности измерения, в него введены второй дифференциатор, эквивалент55 ный первому, блок умножения и блок суммирования, причем выход усилителя подключен к последовательно соединенным второму дифференциатору и блоку умножения, выход которого подключен к

1673896

Составитель А.Зосимов

Редактор Н.Коляда Техред М,Моргентал Корректор С,Черни

Заказ 2911 Тираж 343 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 первому входу блока суммирования, второй ход которого соединен с выходом усилителя, причем выход сумматора является выходом устройства,